【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间运动刚体模型，特别涉及飞行器大机动飞行状态输出问题。
技术介绍
机体轴系刚体运动微分方程是描述飞行器、鱼雷、航天器等空间运动的基本方程。 通常，在数据处理等应用中，体轴系的状态变量主要包含3个速度分量、三个欧拉角、以及地面坐标系的XE，Ye, &等，由于定义为垂直地面指向地球中心，因此实际为负的飞行高度；通常主要依赖GPS、GNSS、北斗等直接给出；欧拉角表示刚体空间运动姿态，而刻画刚体姿态的微分方程又是其中的核心，通常以三个欧拉角即俯仰、滚转和偏航角来描述。 当刚体的俯仰角为士90°时，滚转角和偏航角无法定值，同时临近该奇点的区域求解误差过大，导致工程上不可容忍的误差而不能使用；为了避免这一问题，人们首先采用限制俯仰角取值范围的方法，这使得方程式退化，不能全姿态工作，因而难以广泛用于工程实践。随着对飞行器极限飞行的研究，人们又相继采用了方向余弦法、等效转动矢量法、四元数法等推算刚体运动姿态。方向余弦法避免了欧拉角描述方法的“奇异”现象，用方向余弦法计算姿态矩阵没有方程退化问题，可以全姿态工作，但需要求解9个微分方程，计算量较大，实时性较差，无法满足工程实践要求。等效转动矢量法如单子样递推、双子样转动矢量、三子样转动矢量和四子样旋转矢量法以及在此基础上的各种修正算法和递推算法等。文献中研究旋转矢量时，都是基于速率陀螺输出为角增量的算法。然而在实际工程中，一些陀螺的输出是角速率信号，如光纤陀螺、动力调谐陀螺等。当速率陀螺输出为角速率信号时，旋转矢量法的算法误差明显增大。四元数法是定义4个欧拉角的函数来计算航姿，能够有效弥补欧拉角...
【技术保护点】
１．一种刚体空间运动状态的任意阶输出方法，其特征包括以下步骤：机体轴系三个速度分量输出为：＊＊＊其中：ｕ，ｖ，ｗ分别为沿刚体机体轴系ｘ，ｙ，ｚ轴的速度分量，ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ分别为沿ｘ，ｙ，ｚ轴的过载，ｇ为重力加速度，ｓ１、ｓ２、ｓ３为定义的三元数，且＊＊＊以上两式中可取ｔ０＝ｋＴ，ｔ＝（ｋ＋１）Ｔ；ｐ，ｑ，ｒ分别为滚转、俯仰、偏航角速度，Ｔ为采样周期；全文参数定义相同；高度输出为：＊＊＊其中：ｈ为高度；姿态角的输出为：＊＊＊其中：θ，ψ分别表示滚转、俯仰、偏航角，＊＊＊
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史忠科，
申请(专利权)人：西安费斯达自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：87
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