摘要运动载体在空中运动，它在某一特定时刻或某一点在某坐标系下的空间位置信息一般情况下都用姿态来表示，欧拉角表示法是姿态的一般表示方法。在某个坐标系中表示 的欧拉角要转换到另一个坐标系的，是要有三次绕不同坐标轴连续转动来实现，绕坐标 轴转动的角度称为欧拉角。目前使用最多的是惯性测量系统来得到运动载体姿态。然而 姿态无法直接测量得出，敏感元件只能输出最原始的数据例如旋转角速度、加速度，为 了的到直观的导航数据如速度、位置等信息就要进行解算。由于算法特点以及环境的等 原因，为了获得最后的姿态需要利用目标物体各种运动信息的数据进行数据融合。所以 运用怎样的解算方法和通过怎样的数据融合获得的估算姿态最优很有研究的价值。本文 大概介绍了几种解算方法和几种融合方法，结合各种考虑因素重点介绍了四元数算法、 欧拉角算法和互补滤波器。79509

毕业论文关键词  航姿参考系统、惯性解算、互补滤波器、姿态角、融合

毕 业设计 说明书 外文摘 要

Title Design of navigation attitude reference system based on MEMS sensor                 

Abstract The space position information of a motion vector in a particular coordinate system is generally expressed by the attitude, and the attitude is generally expressed by Euler angles。 The transformation of a coordinate system to another coordinate system is realized through the rotation of three times around the different coordinate axes。 At present, most of the inertial measurement system is used to get the attitude of the moving carrier。 However, the attitude can not be directly measured, the sensitive components can only output the most original data such as rotation angular velocity, acceleration, in order to intuitive navigation data such as speed, position and other information to be calculated。 Due to the characteristics of the algorithm and the environment and other reasons, in order to obtain the final gesture, the data of various motion information of the target object need to be used for data fusion。 So how to use the calculation method and how to obtain the estimated attitude of the data obtained by the data fusion is very valuable。 In this paper, several solutions and several fusion methods are introduced in this paper。 The four algorithm, the Euler angle algorithm and the complementary filter are introduced in this paper。

Keywords Attitude reference system Inertial solution Complementary   filter Attitude angle Fusion 

本科毕业设计说明书 第 I  页

目 录

1  绪论 。 1 

2  航姿参考系统工作原理 。 4 

2。1 引言 。 4 

2。2 航姿参考系统组成 。 4 

2。3 航姿参考系统原理 。 6 

2。4 本章小结  11 

3  航姿参考系统惯性解算方法研究  12 

3。1  引言 。 12 

3。2 传感器测量模型  12 

3。3 惯性解算原理  13 

3。4 惯性解算仿真研究  22 

3。5 本章小结  26 

4  航姿参考系统互补滤波方法研究  27 

4。1  引言 。 27 

4。2  互补滤波的欧拉角解算 。 27 

4。3  互补滤波算法的仿真研究 。 29 

4。4  本章小结 。 35 

结  论 。 36 

致  谢 。 38 

参 考 文 献  39