四元数法捷联惯性导航姿态解算程序 matlab

资 源 简 介

四元数法捷联惯性导航姿态解算程序 matlab

详 情 说 明

四元数法在捷联惯性导航系统中广泛应用于飞行器姿态解算，相比欧拉角能有效避免万向节锁问题。MATLAB作为工程仿真利器，非常适合实现这类算法。

姿态解算的核心是通过陀螺仪测量的角速度数据更新四元数。基本流程包括：初始化四元数，读取传感器数据，进行四元数微分方程求解，最后通过四元数到方向余弦矩阵的转换得到姿态角。

关键算法环节包含：四元数规范化处理防止发散，采用一阶龙格库塔法求解微分方程，以及考虑圆锥误差补偿的高阶算法。对于MEMS级IMU，还需特别处理传感器噪声和零偏问题。

程序实现时要注意采样率与算法阶数的匹配，动态环境下建议采用二阶以上算法。典型的测试验证方法包括：静态基准测试、角速率阶跃响应测试和三维回转测试。