惯性导航系统中求解航向及姿态角的仿真

资 源 简 介

惯性导航系统中求解航向及姿态角的仿真

详 情 说 明

在惯性导航系统（INS）中，航向角和姿态角的计算是核心任务之一。通过MATLAB进行仿真，可以验证算法的正确性并优化系统性能。

### 仿真目标 航向角（Heading）表示载体在水平面的指向，通常以正北为参考基准。姿态角包括横滚角（Roll）、俯仰角（Pitch），用于描述载体绕三轴的旋转状态。仿真程序通常基于陀螺仪和加速度计的测量数据，通过数学建模解算这些关键参数。

### 核心实现逻辑 传感器数据模拟：生成虚拟陀螺仪（角速度）和加速度计（比力）数据，模拟载体运动。 初始对准：通过静态或动态方法确定初始姿态矩阵，例如利用加速度计测量重力方向估算初始俯仰和横滚角。 姿态更新：采用四元数或方向余弦矩阵（DCM）递推姿态，通过陀螺仪积分更新载体旋转状态。 航向解算：结合磁力计数据或积分结果，修正陀螺仪的累积误差，输出稳定航向。

### 扩展思路 考虑加入卡尔曼滤波（如EKF）处理传感器噪声，提升长时导航精度。 对比不同姿态表示方法（欧拉角/四元数）的计算效率与数值稳定性。 仿真多场景运动（如剧烈机动），验证算法的鲁棒性。