MATLAB捷联式指北方位惯性导航系统轨迹与姿态分析工具包

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现捷联式指北方位惯性导航系统，提供完整的轨迹解算与姿态分析功能。核心功能包括陀螺仪/加速度计数据处理、姿态矩阵更新、WGS-84地球模型重力计算，可输出飞行器完整的导航参数。适用于航空航天领域的惯性导航算法验证与教学研究。

详 情 说 明

捷联式指北方位惯性导航系统轨迹解算与姿态分析

项目介绍

本项目实现了基于捷联惯导系统的指北方位导航算法，能够处理飞行器的陀螺仪角速率和加速度计比力数据，完成姿态矩阵更新和位置速度解算。系统采用WGS-84地球模型进行精密重力计算，可输出飞行器完整的导航参数（位置、速度、姿态），支持600秒连续飞行数据的实时仿真。

功能特性

• 核心导航算法：实现指北方位机械编排算法，完成从传感器数据到导航参数的完整解算
• 姿态解算：采用四元数算法进行高精度姿态矩阵更新
• 重力模型：基于WGS-84地球椭球模型的精密重力计算
• 多参数输出：同步输出位置轨迹、三向速度、姿态角及方向余弦矩阵
• 长时间仿真：支持80Hz采样频率下600秒连续数据的实时处理
• 精度评估：提供导航精度评估指标和重力变化分析

使用方法

1. 设置初始参数：配置初始经纬度(116.344695283°, 39.975172°)、高度30米、初始速度和姿态角
2. 加载传感器数据：导入比力信息f_INSc和陀螺角速率wib_INSc数据矩阵
3. 执行解算程序：运行主算法处理80Hz采样数据
4. 获取输出结果：生成位置、速度、姿态时间序列及精度评估报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 兼容Windows/Linux/macOS操作系统
• 至少4GB内存（推荐8GB以上用于大数据量处理）

文件说明

主程序文件实现了完整的惯性导航解算流程，包括传感器数据的读取与预处理、初始对齐过程、基于四元数的实时姿态更新算法、指北方位系下的速度和位置积分运算、WGS-84重力模型的精密计算，以及导航结果的输出与精度分析功能。该文件通过机械编排方程将陀螺和加速度计测量值转换为飞行器的三维轨迹和姿态信息，并生成重力加速度变化曲线供系统性能评估使用。