基于三维旋转混合式惯性导航装置设计本科论文.docVIP

毕业设计(论文) 课 题 名 称 学 生 姓 名 学 号 系年级专业 指 导 教 师 职 称 二○一六 年 五 月  内容提要 牛顿定律是惯性导航系统的理论基础，是通过测量惯性参考系的加速度矢量，确定其时间的一阶导数，并将其转换为导航框架，可以得到导航坐标系的速度、偏航角和位置信息。在惯性导航中，光纤陀螺和加速度计是最常用的惯性器件。我们可以使用灵活的石英光纤陀螺和加速度计测量数据，然后使用导航算法来处理这些数据。主要算法是介绍了方向余弦法、欧拉角法、四元数法等旋转惯性法，通过角度编码器反馈的角速度信息经滤波器处理数据连接到电路板，最后显示在控制台，基于以上信息现设计三维旋转混合式惯性导航装置。  Summary Newtons law is the theoretical basis of inertial navigationsystems,inertial reference system by measuring the accelerationvector,determining a first derivative of its time, and convert it to the navigationframe, speed can get navigation coordinates, yaw angle and location information . In the inertialnavigation system, fiber optic gyroscope and accelerometer is the most commonly used inertial device. We can use the flexible quartz fiberoptic gyroscope and accelerometer measurement data, and then use the navigation algorithm to process the data. The main method is to introduce the direction cosine law, Euler angle method, quaternion method rotational inertia method, the angular velocity information by processing the data through the filter angle encoder feedback connected to the circuit board, and finally displayed on the console, based on the above information now design three-dimensional rotation hybrid inertialnavigation device. 目 录 内容提要 I Summary II 1 绪论 1 1.1 课题前景 1 1.2 陀螺仪的国内外研究现状 1 1.3 加速度计的国内外研究现状 2 1.4 惯性导航装置的国内外研究现状 2 1.5 三维旋转式惯性导航装置的国内外研究现状 4 1.6 本文的研究内容 7 2 惯性导航的系统原理 8 2.1 惯导系统的基本概念 8 2.2 惯导系统的基本原理 8 2.3 惯导系统的主要元件 9 2.3.1 陀螺仪 9 2.3.2 加速度计 14 2.3.3 惯导平台 14 3 导航解算 16 3.1 捷联式惯性导航系统算法概述 16 3.2 方向余弦法 17 3.3 欧拉角法 18 3.4 四元数法 19 3.5 等效旋转矢量法 21 4 三维旋转式惯导设计 22 4.1 内部惯导设计 22 4.1.1 系统硬件设计 22 4.1.2 加速度计的选择 23 4.1.3 陀螺仪的选择 24 4.2 外部框架设计 26 4.3 系统误差类型及处理方法 27 4.4 设计总结 28 5 结论 29 参考文献 30 图纸目录 31 致谢 32  绪论 课题前景 在现在这个大数据的时代，人们的日常生活已经离不开导航两个字了。导航是用于引导飞机、船舶、车辆等载体,准确