惯性测量实验的粗对准程序以及图示

资 源 简 介

惯性测量实验的粗对准程序以及图示

详 情 说 明

惯性测量系统的粗对准是导航算法中初始化姿态的关键步骤，其核心目标是通过重力矢量和地球自转角速度确定载体的初始姿态矩阵。以下介绍基于《捷联惯导算法与组合导航原理讲义》的典型实现思路：

基本原理 粗对准利用静态条件下惯性传感器的测量特性：加速度计感知重力矢量方向，陀螺仪敏感地球自转角速度分量。通过构建"重力-地速"坐标系，可解算载体坐标系与导航坐标系间的转换关系。

算法流程 (1) 数据采集：在静止状态下持续采集陀螺仪和加速度计输出，通常需30秒以上数据以抑制噪声影响。 (2) 矢量计算：对加速度计数据进行均值处理得到重力矢量估算，对陀螺仪数据均值处理得到地球自转角速度分量。 (3) 坐标系构建：利用重力矢量确定当地水平面，结合地球自转矢量建立导航坐标系基准。 (4) 姿态矩阵求解：通过矢量叉积运算建立正交坐标系，最终形成从载体坐标系到导航坐标系的旋转矩阵。

误差因素 振动环境会导致加速度计测量失真，电磁干扰影响陀螺仪精度，地理纬度不同时地球自转矢量投影分量也会变化。实际应用中常采用抗干扰算法和误差补偿策略。

图示建议：可绘制重力矢量与地球自转矢量在载体坐标系中的投影关系示意图，配合坐标系变换的矩阵运算流程图。注意标注各坐标系间的转换链条，以及传感器测量值与地理参数的对应关系。