捷联惯导算法研究与误差补偿：实用的导航系统提升

"本篇论文主要探讨了实用的算法在捷联惯导系统（ strapdown Inertial Navigation System, SNIS）中的应用，以及车载组合导航系统的研究。首先，作者概述了捷联惯导系统的特点，即惯性器件（陀螺仪和加速度计）直接固联在载体上，这导致了与平台惯导系统不同的设计挑战。研究的核心在于精确测量载体运动信息和设计高效的导航算法。 论文第一部分介绍了适应增量数据输出的捷联算法基础理论，包括四元数和等效旋转矢量算法，这些算法对于处理陀螺仪和加速度计的输出变化至关重要。此外，作者详细阐述了圆锥误差、划船误差和涡卷误差的产生机制及其补偿方法，这些都是影响惯性导航精度的关键误差源。 第二部分，以东北天坐标系为导航基准，作者推导出了在姿态、速度和位置更新周期相同条件下的数字迭代捷联惯导算法，并通过仿真验证了该算法在补偿姿态圆锥误差和速度划船误差方面的有效性。 接着，论文深入分析了捷联惯导系统、里程仪（OD）和全球定位系统（GPS）的误差模型，构建了以捷联惯导为主导的卡尔曼滤波系统方程和观测方程，从而提出了车载组合导航系统的分布式滤波策略。结果显示，这种组合导航系统在反馈校正过程中能有效抑制导航误差。 本文的创新之处在于：在数字迭代算法中，作者巧妙地处理了导航坐标系旋转的影响，并通过位置矩阵求解解决了涡卷误差的补偿问题，为实际编程提供了实用的设计指南。同时，作者还基于模拟航迹，进行了面向对象的C++程序设计和仿真，这不仅验证了算法的性能，也为其他开发者提供了可操作的代码框架。 关键词包括：捷联惯导系统、圆锥误差、划船误差、涡卷误差、组合导航系统、模拟航迹，这些核心概念构成了论文的核心研究内容。通过阅读这篇论文，读者可以深入了解捷联惯导系统的工作原理，以及如何优化算法以提高导航系统的精度和鲁棒性。"