MATLAB惯性导航系统误差建模与可视化仿真平台

资 源 简 介

该MATLAB项目实现了惯性导航系统中陀螺漂移、加速度计零偏等误差的数学建模，支持多误差源组合仿真与传播特性分析，提供误差随时间变化的可视化曲线，助力导航算法验证与性能评估。

详 情 说 明

惯性导航系统误差特性模拟与可视化分析平台

项目介绍

本项目是一个用于惯性导航系统（INS）误差特性分析与仿真的MATLAB平台。通过建立惯性传感器误差模型与导航力学方程，模拟真实环境下陀螺仪、加速度计等误差源对导航解算精度的影响。平台支持用户自定义误差参数与运动轨迹，实现误差传播过程的动态可视化与量化分析，为INS算法性能评估与优化提供有效工具。

功能特性

• 误差建模与仿真：支持陀螺漂移、加速度计零偏、初始对准误差等多种误差源的数学建模，可进行单一或组合误差仿真。
• 误差传播模拟：基于惯性导航力学方程，采用数值积分方法（如龙格-库塔法）解算导航微分方程，模拟误差随时间累积的特性。
• 动态可视化分析：生成位置误差、速度误差、姿态误差随时间变化的曲线图，支持实时动态展示载体运动轨迹与误差增长情况。
• 误差统计计算：提供均值、方差、最大误差、均方根误差（RMSE）等统计指标，支持误差累积分布分析。
• 灵活配置：允许用户自定义传感器参数、初始状态、仿真时长、运动轨迹及误差模型（如高斯白噪声、一阶马尔可夫过程等）。
• 数据导出：支持将仿真结果导出为.mat或.csv格式，便于后续处理与对比。

使用方法

1. 参数设置：在main.m中配置惯性传感器参数（陀螺漂移、加速度计零偏等）、初始导航状态（位置、速度、姿态）及仿真参数（时长、步长）。
2. 选择运动轨迹：可加载预定义轨迹文件或指定运动模型（如匀速直线、转弯等）作为载体运动输入。
3. 运行仿真：执行main.m启动误差模拟，系统将自动解算导航方程并生成误差数据。
4. 结果分析：查看生成的误差曲线图与统计指标，通过动态轨迹图观察误差传播过程。导出数据文件用于进一步分析。

系统要求

• 操作系统：Windows/Linux/macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 依赖工具箱：需安装MATLAB基本工具箱（如数值计算、图形绘制功能），无特殊工具箱依赖。

文件说明

主程序文件集成了平台的核心功能，包括：读取用户输入的传感器参数与仿真配置；根据所选误差模型初始化误差状态；通过数值积分方法求解导航微分方程，完成误差传播的数值模拟；实时计算位置、速度及姿态误差；调用绘图模块生成误差曲线与动态轨迹图；执行误差统计分析并输出结果文件。该文件作为仿真流程的调度中心，确保各模块有序协作。