飞行器姿态计算

2023-07-29

四轴为什么要姿态解算,直接用陀螺仪读出的值不行吗

一、陀螺仪测量原理:陀螺仪根据陀螺的定轴性和进动性,可以得出载体的角速度,这个角速度是载体相对于惯性坐标系下的角速度,因为牛顿运动定律在惯性坐标系下才成立。但是这个角速度值是不能直接使用的,因为它无法用于判断飞行器的姿态信息。而这就需要利用姿态解算,通过角速度积分得出角度。

二、姿态解算:即利用姿态算法来对姿态矩阵进行更新,从而由姿态矩阵更新姿态角,即俯仰角、航向角、滚转角,这三个角度能准确描述飞行器的姿态信息,是实际所应用的。

三、姿态矩阵的更新三种方法:

  1. 方好雀颂向余弦更新,由于在空间直角坐标系中,有x,y,z三个轴向,故确定姿友郑态矩阵需要9个方向余弦,计算量过大。

    2.欧拉角更新,在两个坐标系之间,可以通过转过三次角度岁败使这两个坐标系重合,利用这         个可以得出姿态矩阵,且计算量较小。

   3.四元素更新。这是一种新的数学工具,一个四元素由标量部分和矢量部分构成,可以表         示为一个旋转,利用四元素优点是计算量小,算法不奇异,但是较抽象,不直观。

地球磁场对空间

不利影响:航天器尤其是低轨道航天器在地球磁场中会受到干扰磁力矩的影响,该磁力矩与磁场强度成正比,也固劳和航天器的磁矩成正比,使航天器的姿态发生变化。当航天器的姿态采用自旋稳定方式时,磁力矩会使自360问答旋轴发生进动,在航天器结构中产生的感应电流会导致自旋速率降低。
积极作用:低轨道上的磁场强度比较稳定,磁场广泛地被用来作为测定航天器姿态的一个参考系,计算航天器孩注终帝爱黄常织决在空间的姿态。地磁场还可作为控制姿态的力矩的来源,在航天器上安装的相互垂直的三组线圈中通以一定的电流,即可产生大小和方向满足预定要求的力矩。

什么是捷联惯导系统?

惯性技术是惯性导航技术、惯性制导技术、惯性仪表技术、惯性测量技术以及惯性测试设备和装置技术的统称。它在国防科技中占有非常重要的地位,广泛的运用于航天、航空、航海等军事领域;随着惯性技术和计算机技术的不断发展以及成本降低,近几年来,许多国家将其应用领域扩大到民用领域,并发展开辟了更广阔的前景,例如广泛应用于地震、地籍、河流、油田的测量以及摄影、绘图和重力测量等方面。
捷联式惯导的特点
“捷联(Strapdown)”这一术语的英文原义就是“捆绑”的意思。因此,所谓捷联惯性系统也就是将惯性敏感元件(陀螺和加速度计)直接“捆绑”在运载体的机体上,从而完成制导和导航任务的系统。
与平台系统相比,捷联系统有如下特点:
1) 捷联系统敏感元件便于安装、维修和更换;
2) 捷联系统敏感元件可以直接给出舰船坐标系的所有导航参数,提供给导航、稳定控制系统和武备控制系统;
3) 捷联系统敏感元件易于重复布置,从而在惯性敏感元件级别上实现冗余技术,这时提高性能和可*性十分有利;
4) 捷联系统去掉了常平架平台,消除了稳定平台稳定过程的各种误差同时减小系统体积。
捷联系统把敏感元件直接固定在载体上导致惯性敏感元件工作环境恶化,降低了系统的精度。因此,必须采取误差补偿措施,或采用新型的光学陀螺。随着电子计算机技术、精密加工技术以及光电技术等的进步,捷联惯导系统越发显示它的光明前途。

此答案回答者: zhxr63 | 十六级

擅长领域: 社会民生 社会民生 社会民生

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