捷联惯导系统导航解算

资 源 简 介

捷联惯导系统导航解算

详 情 说 明

捷联惯导系统是一种不依赖外部信息的自主导航技术，通过惯性测量单元（IMU）采集加速度和角速度数据，结合导航解算算法，实时计算载体的位置、速度和姿态。

### 指北方位捷联系统 指北方位捷联系统采用地理坐标系作为导航坐标系，通常以东北天（ENU）或北东地（NED）为参考系。系统通过陀螺仪测量角速度，加速度计测量比力，结合初始对准数据，进行导航解算。

### 导航解算核心步骤 姿态更新 利用陀螺仪输出的角速度数据，通过四元数法或方向余弦矩阵更新载体姿态。由于采样周期为0.01s，可采用毕卡法或龙格-库塔法进行数值积分，提高计算精度。

速度更新 基于加速度计输出的比力数据，结合重力补偿和哥氏加速度修正，计算载体在导航坐标系下的速度变化。由于高度不变，垂直方向的速度分量可忽略。

位置更新 在飞行高度恒定的情况下，仅需更新水平方向（经度、纬度）的位置信息。通常采用欧拉积分或更高阶算法，确保位置解算的稳定性。

### 误差及修正 捷联惯导系统的主要误差包括陀螺漂移、加速度计零偏和初始对准误差。在600秒的导航过程中，误差会随时间累积，导致导航精度下降。可通过卡尔曼滤波或零速修正（ZUPT）等方法进行补偿。

### 适用场景 该导航解算方法适用于短时间内的自主导航，如无人机、导弹等飞行器的制导与控制。但对于长时间导航，需结合其他传感器（如GPS）进行组合导航，以提高精度。