捷联式惯性导航系统的仿真研究

资 源 简 介

捷联式惯性导航系统的仿真研究

详 情 说 明

捷联式惯性导航系统是一种不依赖外部信息的自主导航技术，其核心在于利用惯性传感器数据实时计算载体姿态和位置。本文通过MATLAB平台实现了完整的系统仿真，主要包含以下关键技术环节：

首先在姿态解算方面，采用四元数法进行航向角计算。相比欧拉角法，四元数能有效避免万向节锁问题，通过建立四元数微分方程并数值积分来更新姿态。同时实现了四元数与方向余弦矩阵的相互转换，为后续导航解算提供基础。

传感器建模环节分别对陀螺仪和加速度计进行仿真。陀螺模型包含常值漂移、随机游走等误差源，加速度计模型则考虑零偏和测量噪声特性。通过白噪声和随机过程来模拟传感器的实际输出特性。

导航算法部分采用机械编排方程，将传感器数据从载体坐标系转换到导航坐标系，通过积分运算得到速度、位置等导航参数。在仿真过程中特别关注了误差传播特性，分析了圆锥误差和划桨误差的补偿方法。

整个仿真系统采用模块化设计，便于单独测试各算法单元的性能。通过设置不同的运动轨迹和误差参数，可以直观地观察系统精度随时间发散的情况，为实际系统的算法优化提供参考依据。