慣性導航姿態計算法則之誤差分析

Abstract

慣性導航系統能夠不依賴外界輔助系統的資訊，得到載具相對於導笐座標的位置，速 度和姿態。由於電腦計算能力的進步，得固裝式慣性導航的優越性逐漸引人注目，諸 如低成本，低重量，小體積和更高的可靠度和精確度，皆是導航系統所不斷追求的目 標。 在這篇論文中，將介紹固裝式導航系統的姿態計算法則，並且評估各種計算法則在載 具的動庀環境和電腦計算能力限制下，導航系統所能夠滿足的精確度要求。此種計算 法則能夠方便地分析固裝式導航系統承受的微量挀動和方向改變時的角速度的影響。 最後在模擬的部份，我們從一個實際的剛體運動方程式(torque-free motion)，得到 足以代表載具振動現像的角速度模式，並將此振動的載具附以一個定方向的旋轉角速 度，藉以實際比各種計算法則估測載具姿態的能力，在模擬之後，我們將對此計算法 則中造成誤差發散的原因再做進一步的討論。 由於載具的姿態量測在慣性導航系統扮演著重要角色，尤其對固裝式的系統顯的特別 重要，此論文中的分析結果希望能對慣性導航的研究有一點點的幫助。