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7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算在线视频

下一节:第七章 讨论

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7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算课程教案、知识点、字幕

导弹飞行过程中

利用捷联惯导系统

敏感导弹

相对弹体坐标系各轴的

视加速度信号

姿态角速度信号

经过计算机

实时采样

并进行误差补偿后

通过坐标变换

获得导弹

相对导航坐标系的

速度

位置

姿态等导航状态参数

实现导弹的

导引和控制

本节课学习

捷联惯导系统

导航参数解算

内容包括

捷联惯导系统

误差模型

姿态角增量测量

及姿态矩阵更新

视速度增量测量

及坐标转换

导航参数解算

根据前面学习的

惯性仪表误差模型

可获得捷联惯导系统

常用误差模型

速率陀螺仪

输出误差模型

如(1)式所示

第一项

陀螺仪输出脉冲

第二项

陀螺仪零次项

第三项

陀螺仪输入项

第四项

陀螺仪比例系数

第五项

安装误差系数

第六项

对比力一次方

敏感的误差项

第七项

沿弹体坐标系视加速度

加速度计输出误差模型

如(2)式所示

第一项

加速度计输出脉冲

第二项

加速度计零次项

第三项

加速度计比例系数

第四项

加速度计输入项

第五项

安装误差系数

飞行中

导弹绕弹体坐标系

3个轴的转动角速度

是用安装在捷联惯导

系统中的

两个动力调谐陀螺仪

或三个光学陀螺仪测量

由于仪器制造

和安装误差

其输出值

并不是真正的

导弹运动角速度

需要根据(1)式所示

误差模型

进行补偿

由(1)式解算出的

沿弹体坐标系

三个方向的

姿态角速度

如(3)式所示

因(3)式右端

含ED的各项

都是小量

故近似可得(4)式

将(4)式带入(3)式

可得(5)式

令T11 T12

R11

b30为相应量

(5)式的矩阵形式

如(6)式所示

取采样时间为h

对(6)式两端积分

可得h时间内

姿态角增量

如(7)式所示

(7)式中

最后一项如(8)式所示

从(7)式可以看出

只要计算

时间区间[t,t+h]内

各陀螺通道

输出脉冲数

并测得

沿弹体坐标系

3个轴向视速度增量

便可计算出姿态角增量

将(7)式代入(9)式

便可实时更新

四元数计算

将(9)式代入(10)式

就可实时计算

弹体坐标系到

导航坐标系的

坐标转换阵

实现“数学平台”

实时更新

捷联惯导系统中

3个加速度计

测量沿弹体坐标系

3个方向的

视加速度分量

因加速度计制造

安装误差

其输出值

并非完全是

导弹飞行时的

真实视加速度值

需要根据(2)式

所示误差模型

进行补偿

采用类似推导方法

令G11 G12

W30为相应量

可得视速度增量矩阵

如(11)式所示

利用四元数坐标转换阵

(10)式

可得相对导航坐标系的

视速度增量如(12)所示

而且

可进一步获得i时刻

视速度增量递推公式

如(13)式所示

根据(13)式

可实时计算导航参数

在惯性坐标系内

导弹质心运动方程

如(14)式所示

第一项为

导弹相对惯性坐标系

运动加速度

在惯性坐标系上的分量

第二项为

沿惯性坐标系

三个轴的视加速度分量

第三项为

引力加速度分量

已知

导弹在j时刻的

速度位置计算递推公式

如(15)(16)式所示

将(13)式代入(15)(16)式

即可获得

导弹实时飞行

速度和位置

根据实时

速度和位置参数

就可解算关机方程和

导引方程

控制导弹

按预定轨道飞行

完成制导任务

(7)式输出

还可作为

姿态控制通道输入量

控制导弹稳定飞行

本节课就到这里

惯性导航原理课程列表:

第一章 概述

-1.1惯性导航基本概念

--1.1.1 知识导授

--1.1.2 惯性导航基本概念

--1.1.3 小节测试

-1.2惯性导航技术发展史

--1.2 知识导授

--1.2.1 惯性导航技术发展史(一)

--1.2.2 惯性导航技术发展史(二)

--1.2.3 小节测试

-1.3惯性导航常用坐标系

--1.3 知识导授

--1.3.1 惯性坐标系与地球坐标系

--1.3.1 小节测试

--1.3.2 地理坐标系

--1.3.2 小节测试

--1.3.3 弹体坐标系与发射坐标系

--1.3.3 小节测试

-第一章 讨论

第二章 陀螺仪基本理论

-2.1陀螺仪的定义及分类

--2.1.1 知识导授

--2.1.2 陀螺仪定义及分类

--2.1.3 小节测试

-2.2刚体转子陀螺仪的基本特性

--2.2 知识导授

--2.2.1 二自由度陀螺仪基本特性

--2.2.2 单自由度陀螺仪基本特性

--2.2.3 小节测试

-2.3陀螺仪运动方程的建立

--2.3 知识导授

--2.3.1 动静法

--2.3.1 小节测试

--2.3.2 二自由度陀螺仪运动方程

--2.3.2 小节测试

--2.3.3 单自由度陀螺仪运动方程

--2.3.3 小节测试

-2.4陀螺仪运动特性分析

--2.4 知识导授

--2.4.1 二自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.1 小节测试

--2.4.2 单自由度陀螺仪运动特性分析

--2.4.2 小节测试

-第二章 主观题

-第二章 讨论

第三章 惯性仪表陀螺仪

-3.1三浮陀螺仪

--3.1.1 知识导授

--3.1.2 三浮陀螺仪

--3.1.3 小节测试

-3.2静电陀螺仪

--3.2.1 知识导授

--3.2.2 静电陀螺仪

--3.2.3 小节测试

-3.3动力调谐陀螺仪

--3.3.1 知识导授

--3.3.2 动力调谐陀螺仪

--3.3.3 小节测试

-3.4光学陀螺仪

--3.4 知识导授

--3.4.1 sagnace效应

--3.4.1 小节测试

--3.4.2 光纤陀螺仪

--3.4.2 小节测试

--3.4.3 激光陀螺仪

--3.4.3 小节测试

-3.5振动陀螺仪

--3.5.1 知识导授

--3.5.2 振动陀螺仪

--3.5.3 小节测试

-3.6 原子陀螺仪

--3.6.1 知识导授

--3.6.2 原子陀螺仪

--3.6.3 小节测试

-第三章 主观题

-第三章 讨论

第四章 惯性仪表加速度计

-4.1加速度计的测量原理

--4.1.1 知识导授

--4.1.2 加速度计的基本原理

--4.1.3 小节测试

--4.1.4 比力方程

--4.1.5 小节测试

-4.2石英挠性摆式加速度计

--4.2.1 知识导授

--4.2.2 石英挠性摆式加速度计

--4.2.3 小节测试

-4.3陀螺积分加速度计

--4.3.1 知识导授

--4.3.2 陀螺积分加速度计

--4.3.3 小节测试

-第四章 主观题

-第四章 讨论

思政讨论

-思政讨论题

第五章 惯性仪表误差模型及标定

-5.1基本概念

--5.1.1 知识导授

--5.1.2 基本概念

--5.1.3 小节测试

-5.2陀螺仪静态误差模型

--5.2.1 知识导授

--5.2.2 陀螺仪静态误差模型

--5.2.3 小节测试

-5.3加速度计静态误差模型

--5.3.1 知识导授

--5.3.2 加速度计静态误差模型

--5.3.3 小节测试

-5.4惯性仪表误差标定测试

--5.4.1 知识导授

--5.4.2 惯性仪表误差标定测试

--5.4.3 小节测试

-第五章 主观题

第六章 平台式惯导系统

-6.1陀螺稳定平台功能、组成

--6.1.1 知识导授

--6.1.2 陀螺稳定平台功能组成

--6.1.3 小节测试

-6.2陀螺稳定平台工作原理

--6.2.1知识导授

--6.2.2 陀螺稳定平台工作原理

--6.2.3 小节测试

-6.3陀螺稳定平台性能分析

--6.3.1 知识导授

--6.3.2 陀螺稳定平台性能分析

--6.3.3 小节测试

-6.4平台式惯导系统导航原理

--6.4 知识导授

--6.4.1 解析式平台系统

--6.4.1 小节测试

--6.4.2半解析式平台系统

--6.4.2小节测试

-第六章 主观题

第七章 捷联式惯导系统

-7.1捷联式惯导系统工作原理

--7.1.1 知识导授

--7.1.2 捷联式惯导系统工作原理

--7.1.3 小节测试

-7.2 四元数及坐标转换

--7.2.1 知识导授

--7.2.2 四元数及坐标转换

--7.2.3 小节测试

-7.3捷联式惯导系统导航参数解算

--7.3.1 知识导授

--7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算

--7.3.3 小节测试

-第七章主观题

-第七章 讨论

7.3.2 捷联惯导系统导航参数解算笔记与讨论

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