15第1章引言A-2Ag2V2ArAV2A2Av21K配置C示意图图1-7V3ArA.dhAWAvya图1-8配量D示意图配置E图1-9所示)是一种6个加速度计组成IMU的方法,它的优点是所需硬件少,节约成本,但需解微分方程组,计算量大。Chen介绍了一种可行的使用6个线加速度计的无陀螺仪捷联式惯性测量组合
16无陀爆捷联式惯性导航系统的方法,如图1-10所示。通过6个加速度计的测量,计算出刚体的旋转和平动加速度。解决这个问题的关键是选择好加速度计的位置和方位。该设计是把加速度计放在立方体的中央表面,每个加速度计的感应轴沿着立方体的表面。用6个加速度计测量线性和旋转加速度。通过加速度计测量重心运动的加速度计算角速度(在状态方程中体现为项)。它的主要缺点是实际应用困难,对安装精度要求太高。PA*2VAmAr2配置E示意图图1-9DZiA;图110一种六加速度计的配置方式
第2章载体角速度的解算方法无陀螺捷联惯导系统的特点就是由加速度计量测的比力解算出载体的角速度,所以可以不用陀螺仪,而只用加速度计组成捷联惯导系统。除了角速度方程外,其余的力学方程及其编排与有陀螺捷联惯导系统完全一样。下面分别讨论由九加速度计和六加速度计组成的捷联惯导系统的几种安装方案。坐标系的定义及坐标变换2.1叁2.1.1坐标系的定义(1)地球中心惯性坐标系i—0.X,Y,Z;(2)地球坐标系e—OX。Y。Z。;(3)地理坐标系t—OX,Y,Z.;(4)导航坐标系nOX,Y.Zm,其中X,轴指向目标;(5)坐标系b---0X,Y,Zho上述各坐标系及它们之间的关系如图2-1所示,图中R—一地球半径;9——纬度;^——经度;K,—目标方向角;4、℃、分别为载体偏航角、俯仰角、滚动角。2.1.2坐标系之间的变换(1)地球系e与导航系n之间的变换矩阵
18无陀爆捷联式性导航系统YSX4R,X8O.中XX.XT$之(b)(a)图2-1各坐标系之间的关系CuC12C13C2C23CC21C32C3C33- sinK, singcosa - cosK, sin - sinK, singpsin + cosK, cosa sinK, cosp- cosK, singcosa + sinK, sina- cosK,singpsin - sinK,coscosK, cospcos psinacosgcosasingp(2 - 1)(2)导航系n与载体系b之间的变换矩阵T12T3「TuTI =T21 To T23T31T32T33-coscosd-sinsingsiny-cosesindsinsiny-cosysingsinygsinsing- cossingsing(2-2)cosecoscossind + sinsincossindcOsYcOs-sinycosd
19第2章数体角速度的解算方法载体非质心处的比力方程2.2有关惯性导航的书中,给出的都是载体质心处的比力方程,而无陀螺捷联惯导系统的加速度计都安装在载体的非质心处,载体非质心处的比力方程是研究无陀螺捷联惯导系统的基础,所以需要推导出载体非质心处的比力方程。设地心到载体质心的矢径为R,载体上的任意一点P到其质心处的矢径为L,则地心到载体非质心处的矢径R为R=R+L如图2-2所示。Z.XR12RY图2-2弹体系在地系中的位量在惯性系i中,对R'求导,得dR'dR'(2 - 3)+W+Rdtdtl:其中