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基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究
被引量：
4
1
作者
张晓明
陈雷
+2 位作者
张莺莺
檀杰
朱孟龙
《中国测试》
CAS
北大核心
2019年第5期10-16,共7页
针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方...
针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方程,并分别对非线性的系统进行线性化得到卡尔曼滤波方程。通过在高速飞行仿真转台上进行半物理仿真试验,最终全姿态角的解算实现对地磁/陀螺信息的融合。经过对仿真信号的处理,在弹体俯仰角±30°变化的情况下,该 EKF 融合算法解算滚转角和俯仰角比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角和俯仰角解算的精度提高近一个数量级,并且解算偏航角误差在 1°以内。
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关键词
四元数
全姿态角
解算
地磁/陀螺信息融合
EKF
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职称材料
四元数在弹射座椅性能仿真中的应用
被引量：
10
2
作者
封文春
林贵平
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第8期881-884,共4页
针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程....
针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.
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关键词
弹射座椅
弹射仿真
欧拉
角
全姿态角
四元数
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职称材料
题名
基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究
被引量：
4
1
作者
张晓明
陈雷
张莺莺
檀杰
朱孟龙
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
出处
《中国测试》
CAS
北大核心
2019年第5期10-16,共7页
基金
国家自然科学基金(61873247)
文摘
针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方程,并分别对非线性的系统进行线性化得到卡尔曼滤波方程。通过在高速飞行仿真转台上进行半物理仿真试验,最终全姿态角的解算实现对地磁/陀螺信息的融合。经过对仿真信号的处理,在弹体俯仰角±30°变化的情况下,该 EKF 融合算法解算滚转角和俯仰角比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角和俯仰角解算的精度提高近一个数量级,并且解算偏航角误差在 1°以内。
关键词
四元数
全姿态角
解算
地磁/陀螺信息融合
EKF
Keywords
quaternions
full attitude calculation
geomagnetic/gyro information fusion
EKF
分类号
TN919.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
四元数在弹射座椅性能仿真中的应用
被引量：
10
2
作者
封文春
林贵平
机构
北京航空航天大学航空科学与工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006年第8期881-884,共4页
文摘
针对弹射座椅性能仿真中欧拉角速率方程在大幅度姿态运动时存在奇异性,以及四元数法由于姿态角的有界性而出现跳跃、难以实现全姿态角的问题,提出了四元数与欧拉角相结合的方法.阐述了四元数的定义、几何意义及四元数表示的运动学方程.通过四元数到欧拉角的转换,给出了仿真中四元数的积分初值计算公式;分析了弹射仿真中姿态角的跳跃和间断问题.以某型号座椅为例进行了仿真计算,通过对比仿真结果和试验数据,确认了仿真的有效性;与采用单一四元数法的仿真结果进行对比表明,该方法充分结合了四元数与欧拉角速率方程的优点,有效解决了欧拉角速率方程的奇异性和弹射仿真中全姿态角的实现.
关键词
弹射座椅
弹射仿真
欧拉
角
全姿态角
四元数
Keywords
ejection seat
ejection simulation
Euler angle
all-attitude angle
quaternion
分类号
V244.212 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究
张晓明
陈雷
张莺莺
檀杰
朱孟龙
《中国测试》
CAS
北大核心
2019
4
在线阅读
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职称材料
2
四元数在弹射座椅性能仿真中的应用
封文春
林贵平
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2006
10
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职称材料
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