研究設計高旋轉環(huán)境下高精度捷聯(lián)慣導算法，是常規(guī)彈制導系統(tǒng)的關鍵技術之一。傳統(tǒng)的捷聯(lián)算法以向量代數(shù)為理論基礎，把剛體的平移運動和轉動分開解算，即應用方向余弦矩陣或四元數(shù)研究轉動問題，應用向量解決平移問題。在捷聯(lián)算法的工程實現(xiàn)中需分別設計姿態(tài)更新算法和比力積分算法，這種算法破壞了剛體在空間運動的完整性，在高動態(tài)高旋轉的環(huán)境下難以滿足高精度的要求。 本文將螺旋理論應用到捷聯(lián)算法設計中，利用對偶四元數(shù)這種數(shù)學工具將姿態(tài)更新計算和速度更新計算整合起來，確保了計算過程中剛體空間運動的完整性，降低了捷聯(lián)算法設計和實現(xiàn)的復雜程度。本文結合國內外研究現(xiàn)狀，研究了基于對偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導算法。研究內容主要有：研究了應用對偶四元數(shù)表征剛體空間運動的方法；推證了螺旋矢量微分方程并設計了螺旋環(huán)境下的螺旋補償算法；編排了基于對偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導算法；比較了傳統(tǒng)算法與對偶四元數(shù)算法在形式及本質上的異同；最后，模擬彈道軌跡，對算法進行了仿真分析，仿真結果表明應用高子樣的螺旋算法能夠提高算法的解算精度，在相同子樣數(shù)的情況下，螺旋算法的解算精度要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)旋轉矢量算法。在高旋轉環(huán)境下，基于對偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導算法的解算...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 相關技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 捷聯(lián)慣性導航算法的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 對偶四元數(shù)的發(fā)展及應用現(xiàn)狀
    1.3 全文組織結構
2 對偶四元數(shù)理論基礎
    2.1 四元數(shù)理論基礎
        2.1.1 四元數(shù)基本概念及運算法則
        2.1.2 四元數(shù)與姿態(tài)矩陣的關系
        2.1.3 四元數(shù)運動學微分方程及其解算
    2.2 對偶四元數(shù)理論基礎
        2.2.1 對偶數(shù)
        2.2.2 對偶四元數(shù)
        2.2.3 旋量
        2.2.4 對偶四元數(shù)表征剛體運動的方法
        2.2.5 對偶四元數(shù)微分方程及求解
        2.2.6. 仿真驗證
    2.3 本章小結
3 基于對偶四元數(shù)的捷聯(lián)慣導算法編排
    3.1 螺旋矢量算法
        3.1.1 螺旋矢量與姿態(tài)位置對偶四元數(shù)的關系
        3.1.2 螺旋矢量微分方程
        3.1.3 螺旋矢量微分方程的求解
    3.2 螺旋算法系數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 螺旋環(huán)境的設置
        3.2.2 螺旋算法多子樣解中的系數(shù)優(yōu)化
    3.3 對偶四元數(shù)微分方程的捷聯(lián)慣導算法編排
        3.3.1 算法編排
        3.3.2 螺旋矢量更新對偶四元數(shù)
        3.3.3 導航參數(shù)的提取
    3.4 本章小結
4 對偶四元數(shù)算法分析
    4.1 對偶四元數(shù)算法與傳統(tǒng)算法的比較
        4.1.1 螺旋矢量微分方程與旋轉矢量微分方程的比較
        4.1.2 對偶四元數(shù)與四元數(shù)微分方程的一致性
    4.2 螺旋矢量優(yōu)化算法與傳統(tǒng)優(yōu)化算法的比較
        4.2.1 圓錐補償與劃船補償
        4.2.2 螺旋補償與圓錐/劃船補償?shù)年P系
    4.3 本章小結
5 計算機仿真分析
    5.1 彈道模擬
    5.2 仿真結果及分析
    5.3 本章小結
6 總結及展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3875440