飞行器极限飞行时四元数任意步长正交级数近似输出方法技术

技术编号:7460981 阅读:430 留言:0更新日期:2012-06-24 20:49
本发明专利技术公开了一种飞行器极限飞行时四元数任意步长正交级数近似输出方法,用于解决现有的飞行器极限飞行时惯性设备输出四元数精度差的技术问题。技术方案是通过引入多个参数并将对滚转、俯仰、偏航角速度p,q,r采用改进的类似切比雪夫正交多项式的递推形式展开逼近,直接得到了四元数状态转移矩阵,保证了确定四元数的迭代计算精度。本发明专利技术根据工程精度的要求,确定对滚转、俯仰、偏航角速度p,q,r的任意步长正交多项式阶次,实现了对四元数状态方程转移矩阵Φe[(k+1)T,kT]的超线性逼近,保证了确定四元数的迭代计算精度,从而提高了飞行器极限飞行时惯性设备输出精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种飞行器机载惯性设备的姿态输出方法,特别涉及一种。
技术介绍
通常,刚体运动的加速度、角速度和姿态等都依赖于惯性设备输出,因此提高惯性设备的输出精度具有明确的实际意义。飞行器、鱼雷、航天器等空间运动在大多数情况下都采用刚体运动微分方程;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,通常都由机载惯性设备中俯仰、滚转和偏航角速度解算后输出。当刚体当俯仰角为士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。为此, 人们基于机载惯性设备中的俯仰、滚转和偏航角速度直接测量值,并采用了方向余弦法、等效转动矢量法、四元数法等输出飞行姿态。方向余弦法避免了欧拉法的“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,但需要求解九个微分方程,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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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