基于四元数法的捷联惯导系统仿真

资 源 简 介

基于四元数法的捷联惯导系统仿真

详 情 说 明

捷联惯导系统是一种不依赖外部信息的自主导航系统，它通过惯性测量单元（IMU）中的陀螺仪和加速度计来感知载体运动。四元数法因其计算高效且无奇异性，成为姿态解算的常用方法。

仿真流程主要包括传感器数据生成和姿态解算两个部分。首先需要模拟陀螺仪输出的角速度和加速度计输出的比力数据，这些数据应包含载体实际运动的特征，如振动、噪声等。然后通过四元数微分方程进行姿态更新，将角速度积分得到当前姿态，再通过坐标变换将比力转换到导航系进行速度位置解算。

四元数法的核心在于利用四维复数来描述三维空间旋转，避免了欧拉角的万向锁问题。仿真时需要注意四元数的归一化处理，以及合理选择更新周期和积分算法，常用的有一阶龙格库塔法。整个系统仿真结果可用于验证算法精度，分析误差传播特性，为实际系统实现提供参考。