《弹箭姿态测试系统软件实现技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《弹箭姿态测试系统软件实现技术（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-范文最新推荐-1 / 8弹箭姿态测试系统软件实现技术摘要现代捷联惯性测量系统具有反应时间短、可靠性高、体积小、重量轻、成本低等突出优点。捷联惯性器件直接固联在载体上，载体的机动运动会直接影响系统的测试精度，捷联惯导性测量系统的高精度算法是提高系统精度的关键技术，需通过设计合适的姿态更新算法和滤波更新算法提高捷联惯性器件系统的测量精度。本论文针对发射环境的特点，以东北天坐标系为导航坐标系，详细推导了捷联惯性测试系统的姿态更新算法，包括欧拉角算法、方向余弦算法、四元数算法，并对各算法的计算量和精度进行了对比。对捷联惯导性测量系统的软件实现技术进行了初步的探索，设计了一种测试弹箭姿态变化的软件。1
2、0271关键词：捷联惯导性测量系统姿态更新四元数软件实现毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleThe Missiles attitude test system software technologyAbstractStrapdown inertial navigation system (SINS) has the advantage of strong autonomous navigation performance, short response time, simple structure, small volume, and high reliability. The inert
3、ial device is mounted on the body, motion of the body will directly affect the accuracy of measurement, so high accuracy algorithms can promote the accuracy of measurement. It is necessary to design appropriate attitude updating algorithms and filtering algorithms. Accounting launching circumstance,
4、 on the condition of selecting East-North-UP coordinate as navigation coordinate，the attitude updating for SINS are deduced in detail, such as Euler algorithm, direction cosine algorithm and quaternion algorithm. The errors and calculation times of all algorithms are analyzed .To the strapdown inert
5、ial navigation system of -范文最新推荐-3 / 8measurement of the software to realize technology primary exploration, design a kind of test of the arrow attitude change software.KeywordsThe strapdown inertial navigation system of measurementAttitude updateQuaternionsSoftware to realize 5.2 捷联惯导系统算法的力学编排 245.
6、3 捷联惯导系统编程实现弹箭姿态解算仿真 25结论 38致谢 39参考文献 401 引言1.1 捷联惯性技术发展历史与现状1.2 捷联惯导系统基本结构及优点捷联式惯性系统因为没有机械式陀螺稳定平台，因而对加速度计算时的参考坐标系就不是以台体模拟的形式存在。至少需要三个单自由度陀螺和三个加速度计直接固连在载体上，它们的敏感轴相互垂直放置，组成三维坐标系。载体三个轴的角速度可以由这三个陀螺敏感出来，然后，通过计算机将这个信息在短时间内积分，就可得到载体坐标系的角度增量，如果增量足够小，且所用数字计算机的计算速度又足够快的话，就可维持一个较精确的角度基准。可见，捷联惯性系统最大的特点是没有实体平台，
7、通过计算机实时地计算姿态矩阵，通过姿态矩阵把加速度计测量的载体坐标系下的加速度变换到导航坐标系，然后进行导航计算。同时，从姿态矩阵的元素中提取姿态和航向信息。由此可见，在捷联惯性系统中，是采用计算机来完成导航平台的工作，所以也称捷联惯性导航系统采用的是数学平台2 。图 1.1 是捷联-范文最新推荐-5 / 8惯导系统的原理示意图。图 1.1 捷联惯性系统原理图由于捷联惯导性系统采用数学平台，即在计算机通过实时计算出姿态矩阵，建立起数学平台，所以姿态更新计算是捷联惯导系统的算法核心，也是影响其精度的主要因素，特别是作高动态运动的歼击机和处在高动态环境下的导弹等载体来说，姿态更新算法是决定其捷联惯
8、导系统能否正常工作的决定因素。传统的姿态更新算法有欧拉角、方向余弦法和四元数法。其中四元数法算法简单，计算量小，因而在工程实际中经常采用。但在四元数中不可避免地引入了不可交换误差，特别是在载体处在高动态环境时，这种误差就会很大，必须采用有效措施加以克服。 第四章: 对姿态更新的四元数法进行了重点研究，分析了四元数更新的常用方法即皮卡逼近法和龙格-库塔数值微分法，本文最终采用四元数皮卡逼近法。第五章：对捷联惯性弹箭姿态测试系统的软件实现技术进行了初步的探索，建立了一种软件实现流程图，并应用汇编语言编程实现了弹箭姿态测试的基本功能，得到了仿真结果并进行了分析。1 常用坐标系的定义及其变换2.1.1
9、 坐标系的定义1)惯性坐标系17 ：原点在地球中心， ， 轴在地球赤道平面内互相垂直并指向相应的恒星, 轴为地球自转轴。惯性器件（陀螺仪和加速度计）的测量均是以惯性坐标系为参考基准。2)地理坐标系 ：原点为载体质心， 轴指向东， 轴指向北， 轴指向天顶。即“东北天”坐标系，本文将地理坐标系选为导航坐标系。3)载体坐标系 ：原点为载体质心，轴沿载体横轴向右， 沿载体纵轴向前， 沿载体立轴向上。-范文最新推荐-7 / 84)地球坐标系 ：原点为地球中心， ， 轴在地球赤道平面内相互垂直，指向格林威治子午线， 轴为地球自转轴。因此，地球坐标系是和地球固连的， 轴和惯性坐标系的 轴重合，相对于惯性坐标系的转动角速度为 。2.1.2 坐标系变换应用连续旋转法，首先将两组坐标系完全重叠，然后是其中一组绕相应轴旋转某一角度，根据两组坐标系间的关系，决定是否需绕另相应轴分别作第二、第三次旋转，直至形成新坐标系的最终姿态。2.1.2.1 载体坐标系与地理坐标系之间的关系——姿态矩阵偏向角18 ：载体纵轴在水平面的投影与地理子午线之间的夹角，规定以地理北向为起点，偏东方向为正，定义域 。俯仰角 ：载体纵轴与纵向水平轴之间的夹角，规定以纵向水平轴为起点，向上为正，向下为负，定义域 。
