姿態矩陣(attitude matrix)亦稱方向餘弦矩陣(direction cosine matrix)。由兩組不同的標準正交基的基底矢量之間的方向餘弦所形成的矩陣。
基本介紹
- 中文名:姿態矩陣
- 外文名:attitude matrix
- 別名:方向餘弦矩陣
姿態矩陣(attitude matrix)亦稱方向餘弦矩陣(direction cosine matrix)。由兩組不同的標準正交基的基底矢量之間的方向餘弦所形成的矩陣。
姿態確定精度取決於姿態敏感器硬體精度和算法精度。姿態確定算法一般可分為確定性算法和狀態估計‘法兩類。確定性算法也稱靜態確定性算法,它只根據當前觀測矢量的測量值求解載體的姿態矩陣;狀態估計法通過建立狀態方程和量測方程,根據量測信息,套用某種濾波估計算法,給出一定準則下的最優估計。
由於極化信息處理利用日益廣泛,往往要求在值班極化雷達上,對目標散射矩陣進行線上實時測量,而不是另加測量雷達。方法二是利用相對極化矩陣的測量框圖及其原理,但測量方法仍是分時進行的。由於目標通常指運動目標,散射矩陣隨目標姿態變化而變化,這就要求我們對散射矩陣進行實時測量,才能達到欲完成的控制目的。正是基於...
機器人的位姿主要是指機器人手部在空間的位置和姿態,有時也會用到其他各個活動桿件在空間的位置和姿態。位置可以用一個位置矩陣來描述。姿態可以用坐標系三個坐標軸兩兩夾角的餘弦值組成的姿態矩陣來表示。舉個例子:圖1所示的兩坐標系的姿態為 坐標 機器人的坐標系包括手部坐標系,機座坐標系,桿件坐標系,絕對...
當星敏感器1處於天球坐標系中的某一姿態矩陣為A時,利用星敏感器的小孔成像原理,可以通過星敏感器1的鏡頭2測量得到導航星si(其對應天球坐標系下的方向矢量為vi)在星敏感器坐標系內的方向矢量為wi,如圖2中所示。如圖2中所示,星敏感器1的主軸中心在探測器上的位置(x0,y0),導航星si在星敏感器1的探測器...
2.1.2 姿態角與姿態矩陣 2.2 慣導系統誤差方程 2.3 系統級旋轉調製基本原理 2.3.1 陀螺漂移誤差調製原理 2.3.2 慣導系統旋轉調製原理 2.4 單軸旋轉調製誤差補償方法 2.4.1 陀螺零偏誤差調製效果分析 2.4.2 陀螺標度誤差調製效果分析 2.4.3 安裝誤差調製效果分析 2.5 雙軸旋轉慣導系統...
2)運用4元數法進行姿態矩陣求解,即載體坐標系與地理坐標系的轉化,計算得到了統一坐標系即載體坐標系下的加速度。3)搭建了實驗平台,驗證了系統可行性,可以監測導線舞動狀態。通過實驗驗證,在導線扭轉時,採用加速度感測器測量和計算的位移偏大,而利用慣性感測器測量和計算的位移更精確。4) 將廣泛套用於航空、航天...
捷聯慣性導航技術利用控制計算機將陀螺儀、加速度計測得的數據進行坐標變換、求解微分方程等數學運算,從姿態矩陣的元素中提取姿態和航向數據,實現導航任務。捷聯慣性導航系統利用隨時更新的捷聯矩陣等數據建立“數學平台”,取代傳統的機電式導航平台,從而大大簡化了系統結構,使系統的體積和成本大幅度降低,慣性元件便於...
捷聯式慣性導航系統(Strap-down Inertial Navigation System,簡寫 SINS)是將 加速度計和陀螺儀直接安裝在載體上, 在計算機中實時計算姿態矩陣, 即計算出載體坐 標系與導航坐標系之間的關係, 從而把載體坐標系的加速度計信息轉換為導航坐標系下 的信息,然後進行導航計算。由於其具有可靠性高、功能強、重量輕、...
《捷聯慣性導航系統快速阻尼方法》包括步驟一:捷聯慣導系統進行預熱準備;步驟二:捷聯慣導系統進行初始對準;步驟三:進行正向姿態矩陣更新;步驟四:進行正向速度更新;步驟五:進行正向位置更新;步驟六:對上述數據完成存儲,進行姿態矩陣、速度、位置的重新初值賦值,進行慣導系統逆向解算;步驟七:進行逆向姿態矩陣更新...
7.2.3姿態矩陣的更新計算 7.3三通道捷聯式慣性導航系統計算 7.3.1垂直通道的解算 7.3.2三通道捷聯式慣性導航系統的計算 7.4捷聯式慣性導航系統的誤差 7.4.1速度誤差方程和位置誤差方程 7.4.2姿態誤差方程 7.4.3誤差傳播特性 7.5捷聯式慣性導航系統的初始對準 7.5.1粗對準 7.5.2卡爾曼濾波法精對準...
包括平台式慣導系統和捷聯慣導系統。平台式慣導系統將陀螺通過平台穩定迴路控制平台跟蹤導航坐標系在慣性空間的角速度。捷聯慣導系統利用相對導航坐標系角速度計算姿態矩陣,把雷體坐標系軸向加速度信息轉換到導航坐標系軸向並進行導航計算。該技術的發展和套用趨勢,以慣性導航和GPS衛星導航的組合導航最為典型。
3.2.1 姿態矩陣與失準角的描述 24 3.2.2 地球運動與初始對準的信息源 26 3.2.3 已對準設備與初始對準信息源 31 3.2.4 地磁場信息與初始對準信息源 32 3.3 初始對準的基本方法 33 3.3.1 數學解析法 33 3.3.2 反饋控制法 34 3.4 Kalman濾波理論與方法 35 3.4.1 Kalman濾波原理 35 3.4.2...
2.1.1確定剛體位姿的矩陣方法 2.1.2位姿矩陣的幾何意義 2.1.3位姿矩陣的逆陣 2.2多剛體之間的位姿關係 2.2.1鏈式關係與位姿矩陣方程式 2.2.2變換的左乘和右乘 2.3兩種重要的旋轉矩陣 2.3.1繞坐標軸旋轉的旋轉變換矩陣 2.3.2繞任意軸旋轉的旋轉變換矩陣 2.4姿態矩陣的歐拉角表示法 2.4.1用流動...
7.7 姿態匹配傳遞對準模型 7.8 速度加姿態匹配傳遞對準模型 7.9 本章小結 參考文獻 第8章 新型慣性導航系統傳遞對準建模方法 8.1 載體姿態描述方法 8.1.1 四元數 8.1.2 Rodrigues參數 8.1.3 修正Rodrigues參數 8.1.4 姿態矩陣的四種描述方法之間的關係 8.2 慣性導航系統傳遞對準的乘性四元數誤差模型...
在捷聯式慣導系統中,它指的是“數學平台”,通過存儲在計算機中的姿態矩陣實現。平台坐標系是用來模擬導航坐標系的,如果平台無誤差,指向正確,則這樣的平台坐標系稱為理想平台坐標系。(7)導航坐標系(簡稱n系,xyz軸)一一導航坐標系是慣導系統在求解導航參數時所採用的坐標系。通常,它與系統所在的位置有關。對...
慣性導航技術是導航和定位領域裡一項重要的技術,它不與外界進行信息交換,自主性強,而且能夠給出載體的全狀態信息(加速度、角速度、速度、位置和姿態),是載體導航定位的核心繫統。《慣性導航原理與系統套用設計》在介紹導航定義、作用、分類以及導航技術發展的基礎上,全面介紹了慣性導航系統的原理,捷聯姿態矩陣即時...
多用於姿態角變化較大和機動飛行的中近程飛彈的制導。②速率捷聯式慣性制導。由慣性測量組合、彈載計算機和執行機構等制導設備來實現。當取導航坐標係為慣性坐標系,以四元數法作為描述坐標系變換關係和求解姿態矩陣的數學工具時,由速率陀螺儀測量飛彈角速度矢量,通過彈載計算機建立起四元數姿態基準計算矩陣。再根據加...
1.4 坐標變換及姿態矩陣描述 1.4.1 方向餘弦矩陣表示的坐標變換 1.4.2 四元數表示的坐標變換 思考題 第2章 機械轉子式陀螺儀 2.1 機械轉子式陀螺儀力學基礎 2.1.1 牛頓定律 2.1.2 哥氏定理 2.1.3 剛體的定點轉動 2.2 機械轉子式陀螺儀工作原理 2.2.1 機械轉子式陀螺儀的物理模型 ...
結合現有的磁測設備來看,地磁總場標量的測量精度最高,總場的相關分量及磁傾角和磁偏角因涉及到姿態矩陣變換等問題,測量精度普遍偏低。地磁總場梯度的測量精度與地磁總場相當,但又有其特有的優勢。首先,地磁總場梯度不受外源場變化的影響,地磁日變會在兩個磁力儀做差過程中被消除。場梯度類型 生態場的場梯度 生態...
研究了運載體姿態觀測器及基於姿態觀測器的運載體姿態同步控制問題,分別給出了陀螺儀常值偏差量的快速估計方法;姿態矩陣和陀螺儀常值偏差量的快速估計方法;無陀螺儀的角速度快速估計方法,在此基礎上給出了基於分散式觀測器的姿態同步控制律。 利用流形上測地線及最優控制方法,給出了剛體運動群上的凸組合概念,在此...
五、指北方位慣性導航系統方案簡略分析241 第二節 慣性導航系統的初始對準242 一、概述242 二、指北方位慣性導航系統的初始對準原理243 第三節 捷聯式慣性導航系統250 一、組成和概念250 二、姿態矩陣及其修正251 三、捷聯式慣性導航系統的計算原理255 複習思考題256 參考文獻257 ...
第7章基於多源信息融合的運動姿態估計(107)7.1引言(107)7.2基於自適應參數機動目標模型的Kalman濾波(107)7.2.1機動目標模型(107)7.2.2自適應參數機動目標模型估計方法(108)7.3基於四元數的捷聯式慣性導航姿態解算(113)7.3.1四元數與捷聯式慣性導航姿態矩陣(113)7.3.2導航參數的計算(116)7...
4.1.2 姿態矩陣的更新計算 4.1.3 三通道捷聯慣導系統的計算 4.2 捷聯慣導系統的初始對準 4.2.1 粗對準 4.2.2 卡爾曼濾波法精對準 4.3 捷聯慣導系統的動基座傳遞對準 4.3.1 主、子慣導誤差 4.3.2 傳遞對準中的匹配量 4.4 地磁定位系統 4.4.1 地球磁場組成及分布描述 4.4.2 地磁匹配定位系統...
5.1.2 姿態矩陣的更新計算………145 5.1.3 三通道捷聯慣導系統的計算………148 5.2 捷聯慣導系統的誤差………151 5.2.1 速度誤差和位置誤差方程………151 5.2.2 姿態誤差方程………153 5.2.3 捷聯慣導系統的誤差傳播特性………156 5.3 捷聯慣導系統在動基座上的自對準………157 5.3.1 粗對準...
4.2.2 姿態矩陣更新算法 4.2.3 捷聯慣性導航系統誤差分析 4.3 基於慣性坐標系的對準技術 4.3.1 干擾加速度的數字濾波處理技術 4.3.2 帶有數字濾波器的慣性坐標系對準技術 4.3.3 慣性坐標系對準方法極限精度分析 4.4 仿真結果分析 4.4.1 數字濾波仿真分析 4.4.2 慣性坐標系對準仿真分析 ...
人耳識別是近年來新興起的一種生物特徵識別技術,然而姿態問題一直是其難點問題之一,針對此問題提出了一種基於基空間轉換的新方法.首先,利用主元分析和核主元分析方法得到姿態人耳圖像和正側面人耳圖像的基空間,通過計算兩種基空間之間的線性轉換關係求出姿態轉換矩陣,然後將待測的姿態人耳圖像特徵集利用基空間姿態...
S1、末端執行器繞機器人基坐標系的x軸、y軸及z軸旋轉,基於旋轉矩陣計算Pₒ、Pₛ、P及α對應的位姿矩陣PRₒ、PRₛ、PR及PR;S2、基於位姿矩陣PRₒ、PRₛ、PR及PR,計算從感測器坐標系轉換到機器人坐標系的變換矩陣PRw,其中PRw的計算公式為:PR=(PRₛ·PR·PR)-1·PRₒ;Pₒ為工件中心...
6.2 基於四元數法的姿態更新129 6.2.1 四元數的基本理論129 6.2.2 基於四元數的姿態矩陣求解132 6.3 捷聯慣導系統的導航計算136 6.3.1 捷聯慣組輸出誤差模型136 6.3.2 質心運動方程139 思考題140 第7章 陀螺穩定平台慣導系統141 7.1 陀螺穩定平台組成及工作原理143 7.1.1 基本組成143 7....