捷联惯导基础知识解析之十小角度旋转与旋转顺序无关

时间:2024-03-19 22:59:28

背景知识

导航坐标系:东-北-天

载体坐标系:右-前-上

一、旋转矩阵

1、欧拉角定义:3-1-2旋转,(航向角-俯仰角-滚转角),其中航向角北偏西为正,范围【-pi pi】

捷联惯导基础知识解析之十小角度旋转与旋转顺序无关

假设旋转角度为小角度:

cos(ψ)=1、cos(θ)=1、cos(γ)=1;

sin(ψ)=ψ、sin(θ)=θ、sin(γ)=γ;  并且小量与小量相乘为0,既:ψ*θ=0;ψ*γ=0;θ*γ=0;

对上面方向余弦矩阵小角度处理后,得到如下:

捷联惯导基础知识解析之十小角度旋转与旋转顺序无关

2、欧拉角定义:3-2-1旋转,(航向角-滚转角-俯仰角);

θ为俯仰角;γ为横滚角;ψ为航向角;

捷联惯导基础知识解析之十小角度旋转与旋转顺序无关

对上面方向余弦矩阵小角度处理后,得到如下:

捷联惯导基础知识解析之十小角度旋转与旋转顺序无关

        可以看出,3-1-2和3-2-1两种旋转方式;基于小角度的方向余弦矩阵是相同的;同时,可以验证出,只要经过三次基本旋转(X、Y、Z轴各转动仅且一次),最终得到的方向余弦矩阵是一样的!

用途:从上面式可以看出,在实时的姿态矩阵更新中,姿态的连续更新可以采用小角度的计算方式。P28张天光《捷联惯性导航技术》

二、误差小角度矩阵

 

 

 

 

参考:

《捷联惯性导航技术》

车联网算法(陀螺仪算法的小角度旋转与旋转顺序无关)