專利名稱：基于角速度的歐拉角超線性輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛行器機(jī)動(dòng)飛行姿態(tài)確定方法，特別是涉及一種基于角速度的歐拉角超線性輸出方法。
背景技術(shù)：
慣性設(shè)備在運(yùn)動(dòng)體導(dǎo)航和控制中具有重要作用；剛體運(yùn)動(dòng)的加速度、角速度和姿態(tài)等通常都依賴于慣性設(shè)備輸出，因此提高慣性設(shè)備的輸出精度具有明確的實(shí)際意義；在慣性設(shè)備中，加速度采用加速度計(jì)、角速度采用角速率陀螺直接測(cè)量方式，剛體的姿態(tài)精度要求很高時(shí)如飛行試驗(yàn)等采用姿態(tài)陀螺測(cè)量，但在很多應(yīng)用領(lǐng)域都有角速度等測(cè)量直接解算輸出；主要原因是由于動(dòng)態(tài)姿態(tài)傳感器價(jià)格昂貴、體積大，導(dǎo)致很多飛行器采用角速率陀螺等解算三個(gè)歐拉角，使得姿態(tài)時(shí)間更新輸出成為導(dǎo)航等核心內(nèi)容，也使其成為影響慣導(dǎo)系統(tǒng)精度的主要因素之一，因此設(shè)計(jì)和采用合理的姿態(tài)時(shí)間更新輸出方法就成為研究的熱點(diǎn)課題；從公開發(fā)表的文獻(xiàn)中對(duì)姿態(tài)輸出主要基于角速度采用歐拉方程直接近似法或采用近似龍格庫塔方法解算(孫麗、秦永元，捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)算法比較，中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào)， 2006, Vol. 14(3) :6-10 ；Pu Li, Wang TianMiao,Liang JianHong, Wang Song, An Attitude Estimate Approach using MEMS Sensors for Small UAVs,2006, IEEE International Conference on Industrial Informatics, 1113-1117)；由于歐拉方程中三個(gè)歐拉角互相耦合，屬于非線性微分方程，在不同初始條件和不同飛行狀態(tài)下的誤差范圍不同，難以保證實(shí)際工程要求的精度。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的飛行器機(jī)動(dòng)飛行時(shí)歐拉角輸出精度差的問題，本發(fā)明提供一種基于角速度的歐拉角超線性輸出方法。該方法按照依次求解俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角，并引入四個(gè)參數(shù)，直接對(duì)歐拉角的表達(dá)式進(jìn)行高階逼近積分，使得歐拉角的求解按照超線性逼近， 從而可以保證確定歐拉角的時(shí)間更新迭代計(jì)算精度和慣性單元的輸出精度。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于角速度的歐拉角超線性輸出方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟
1、(a)根據(jù)歐拉方程
權(quán)利要求
1.一種基于角速度的歐拉角超線性輸出方法，其特征在于包括以下步驟 步驟1、(a)根據(jù)歐拉方程
2.(a)在已知俯仰角的情況下，滾轉(zhuǎn)角的時(shí)間更新求解式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于角速度的歐拉角超線性輸出方法，用于解決現(xiàn)有的飛行器機(jī)動(dòng)飛行時(shí)歐拉角輸出精度差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是依次求解俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角，并引入四個(gè)新參數(shù)及σ，按照依次求解俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角，直接對(duì)歐拉角的表達(dá)式進(jìn)行高階逼近積分，使得歐拉角的求解按照超線性逼近，保證了確定歐拉角的時(shí)間更新迭代計(jì)算精度，從而提高了慣性設(shè)備輸出飛行姿態(tài)的準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01C21/24GK102506874SQ201110388938
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者史忠科 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)