基于四元数法的捷联惯性导航系统MATLAB仿真程序

资 源 简 介

本项目提供完整的捷联惯性导航系统MATLAB仿真，采用四元数法进行姿态解算，有效规避欧拉角奇异性问题。包含姿态矩阵更新、速度解算和位置解算三大核心模块，实现从惯性传感器数据到导航参数的实时解算，适用于导航算法教学与研究。

详 情 说 明

基于四元数法的捷联惯性导航系统MATLAB仿真程序

项目介绍

本项目实现了一个基于四元数法的捷联惯性导航系统(SINS)完整MATLAB仿真程序。通过采用四元数法进行姿态解算，有效避免了传统欧拉角方法存在的奇异性问题，能够完成从惯性传感器数据到导航参数的实时解算。该仿真系统包含完整的导航算法流程，适用于惯性导航算法的研究、教学和验证。

功能特性

• 四元数姿态解算：采用四元数法进行载体姿态更新，避免欧拉角奇异问题
• 完整导航解算：实现姿态矩阵更新、速度解算和位置解算三个核心模块
• 实时导航参数输出：实时解算并输出姿态角、变换矩阵、速度和位置信息
• 可视化分析：提供导航轨迹三维可视化图形和导航参数误差分析功能
• 传感器误差模拟：支持陀螺零偏、加速度计零偏等误差参数的配置和影响分析

使用方法

1. 配置初始参数：设置初始位置（纬度、经度、高度）、初始速度（北向、东向、天向）和初始姿态角（横滚、俯仰、航向）
2. 输入传感器数据：提供IMU测量的角速度（wx, wy, wz）和加速度（ax, ay, az）数据序列
3. 设置误差参数：配置陀螺和加速度计的零偏、刻度因子误差等参数
4. 运行仿真程序：执行主程序开始导航解算过程
5. 查看结果：获取实时导航参数输出，分析可视化轨迹和误差报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：无特殊要求（仅使用MATLAB基础功能）

文件说明

主程序文件实现了捷联惯性导航系统的核心算法流程，主要包括传感器数据预处理、四元数初始化与更新、姿态矩阵计算、导航坐标系转换、速度积分解算、位置更新解算等完整功能。同时负责协调各模块间的数据传递，生成导航参数输出，并调用可视化模块展示三维轨迹和误差分析结果。