大角速率機動下捷聯(lián)慣性姿態(tài)誤差評估與補償算法研究.pdf

1、在捷聯(lián)慣性導航姿態(tài)更新算法研究中， Musoff用 Jacobian橢圓函數(shù)和Richardson外推法評估了Miller優(yōu)化圓錐算法的性能。他證明了，當載體的角速度是由Jacobian橢圓函數(shù)描述的廣義圓錐運動時，Miller的優(yōu)化圓錐算法不再是最優(yōu)的。雖然Musoff證明了Miller的優(yōu)化圓錐算法不再是最優(yōu)的，但是卻沒給出如何求取最優(yōu)系數(shù)的方法。本文基于一種廣義定義的圓錐運動環(huán)境即圓錐運動和大角速率轉(zhuǎn)動并存的環(huán)境，對于傳統(tǒng)的圓錐算

2、法進行了精度分析和評價，并設計了更高精度的姿態(tài)更新算法。
　　本文做了如下的工作：
　?。?）基于大角速率轉(zhuǎn)動和圓錐運動并存環(huán)境下的規(guī)范化四元數(shù)，對頻率級數(shù)圓錐算法和顯式頻率整形圓錐算法進行了算法精度的理論分析，并給出了兩種算法在此環(huán)境下的理論誤差。在大角速率轉(zhuǎn)動和圓錐運動并存環(huán)境下，本文采取了等效旋轉(zhuǎn)矢量二階近似的方法，提高了其理論值的精度。仿真發(fā)現(xiàn)，在大角速率轉(zhuǎn)動和圓錐運動并存的環(huán)境下，當載體在低頻率圓錐運動下時，顯式頻

3、率整形算法比頻率級數(shù)算法精度更高。
　?。?）通過理論分析，推導出了在圓錐運動和大角速率轉(zhuǎn)動并存環(huán)境下，傳統(tǒng)姿態(tài)更新算法中忽略掉的不可交換性誤差高階項的理論值，證明了其不可忽略性。設計了高階不可交換性誤差補償算法，并對三子樣算法的系數(shù)進行求解?；诖蠼撬俾兽D(zhuǎn)動和圓錐運動并存環(huán)境下的規(guī)范化四元數(shù)和Savage的惡劣角速率環(huán)境對設計的高階算法進行了仿真驗證，從仿真結(jié)果可以看出，新的高階姿態(tài)更新算法可以很好的提高姿態(tài)更新的精度。