捷联惯性导航系统姿态算法综述

捷 联惯 性 导航 系 统 (strapdown inertial naviga—
tion system，SINS) 中姿 态 更 新 算 法 是 该 系统 的 核
心 ，将 直接 影 响姿 态 角 的提取 和导 航 精度 ，因此选 择
合理 的姿态更 新 算法 至关 重 要 。SINS中描述 动 坐标
系 相 对 参 考 坐 标 系之 间方 位 关 系 的 方 法 有 欧 拉 角
法 、方 向余 弦法 、三 角 函数 法 、Rodrigues参 数 法 、四
元数 法 和等效 旋 转矢 量法 。姿态 矩 阵 (又称 捷联 矩
阵 )和位 置矩 阵都 可 以用 上述 几种 参 数来 描 述 。如果
要 获 得载 体任 意 时刻 的姿 态 和位 置 ，就必 须 实 时地
解算 SINS的姿态矩阵。Benson~1]建立了姿态误差方
程 模 型 ，对 于 SINS也 存 在 初 始 对 准 问题 。即确 定 初
始 时刻 的 姿态 矩 阵[21。在选 择 了描 述 姿态 的方 法后 ，
根 据陀 螺仪 的输 出情况 才 能确 定 合理 的姿 态更 新 算
法 。SINS的姿 态更 新 算法 是 惯性 导航 系 统重要 的关
键 技术 之 一 ，近年 来 已成 为 国 内外 学者 研 究 的热 点 。
本 文将 针 对 以上六 种 方法 分别 阐述不 同的姿 态更 新
算 法 。
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