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基于Rodrigues参数的姿态估计算法 被引量：11
1
作者 陈记争 袁建平 方群 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期960-965,共6页
以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出一种快速的全姿态估计算法。Rodrigues参数具有简洁高效的特点,但它具有奇异性,不适用于大角度情况。首先将序贯旋转方法和Rodrigues参数相结合,提出了一种简洁、无奇异的姿态描述方法。然后应用该... 以Rodrigues参数作为姿态描述参数提出一种快速的全姿态估计算法。Rodrigues参数具有简洁高效的特点,但它具有奇异性,不适用于大角度情况。首先将序贯旋转方法和Rodrigues参数相结合,提出了一种简洁、无奇异的姿态描述方法。然后应用该姿态描述方法,针对"矢量观测+陀螺"这种典型的姿态测量方案,讨论飞行器的姿态估计问题。在姿态估计算法设计中,给出了陀螺模型和观测矢量模型,推导了状态和状态误差协方差阵的预测方程和量测更新方程,并提出了预测方程的一种高效积分方法。仿真结果表明在估计精度等同的条件下,该姿态估计算法比四元数算法效率大约提高10%。 展开更多
关键词 姿态估计 rodrigues参数 序贯旋转方法 奇异性 四元数
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四元数、Rodrigues参数在卫星姿态解算上的对比研究 被引量：11
2
作者 王勇军 秦永元 杨波 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期18-23,共6页
详细阐述了罗德里格(Rodrigues)参数及改进型罗德里格(Modified Rodrigues)参数与四元数间的关系;推导了Rodrigues参数及改进型罗德里格参数微分方程和姿态阵,提出了后者避免奇异性的方法。通过仿真对以Rodrigues参数及改进型罗德里格... 详细阐述了罗德里格(Rodrigues)参数及改进型罗德里格(Modified Rodrigues)参数与四元数间的关系;推导了Rodrigues参数及改进型罗德里格参数微分方程和姿态阵,提出了后者避免奇异性的方法。通过仿真对以Rodrigues参数及改进型罗德里格参数描述的卫星姿态算法和以四元数描述的姿态算法在计算量和计算精度上进行了详细比较。仿真结果表明,Rodrigues参数和改进型罗德里格参数计算精度相当且计算量上优于四元数。 展开更多
关键词 四元数 罗德里格参数 计算精度 卫星姿态
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Rodrigues参数与四元数间的关系分析 被引量：6
3
作者 王勇军 秦永元 舒东亮 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2008年第3期71-73,共3页
介绍了Rodrigues参数,从投影的角度,详细阐述了四元数与经典Rodrigues参数及改进型Rodrigues参数的关系,推导了Rodrigues参数微分方程以及与姿态阵的关系,建立了等效旋转时避免奇异值出现的方法。以典型圆锥运动为背景,对以Rodrigues参... 介绍了Rodrigues参数,从投影的角度,详细阐述了四元数与经典Rodrigues参数及改进型Rodrigues参数的关系,推导了Rodrigues参数微分方程以及与姿态阵的关系,建立了等效旋转时避免奇异值出现的方法。以典型圆锥运动为背景,对以Rodrigues参数描述的导弹捷联姿态算法和以四元数描述的姿态算法在计算量和计算精度上做了详细的比较。 展开更多
关键词 rodrigues参数 四元数 捷联姿态算法
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双Rodrigues参数方法及其在姿态确定中的应用 被引量：3
4
作者 陈记争 袁建平 方群 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期534-538,544,共6页
提出了一种利用Rodrigues参数序对描述刚体姿态运动的方法。首先证明了刚体的任一姿态可以由两个模不大于1的Rodrigues参数组成的序对来描述,采用"冻结"Rodrigues参数序对的第一个Rodrigues参数的方法将其变量的个数从6降低... 提出了一种利用Rodrigues参数序对描述刚体姿态运动的方法。首先证明了刚体的任一姿态可以由两个模不大于1的Rodrigues参数组成的序对来描述,采用"冻结"Rodrigues参数序对的第一个Rodrigues参数的方法将其变量的个数从6降低到刚体的转动自由度3,接着讨论Rodrigues参数序对与其它姿态描述参数的关系,然后建立了由Rodrigues参数序对表示的姿态运动学方程,最后给出这种姿态描述方法在飞行器姿态确定中的应用,仿真结果表明该方法的精度优于四元数算法。 展开更多
关键词 rodrigues参数 姿态描述 奇异性 四元数
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基于改进容积卡尔曼滤波的奇异避免姿态估计 被引量：12
5
作者 魏喜庆 宋申民 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期610-619,共10页
利用矢量进行卫星姿态估计可以归结为非线性滤波问题。为了提高卫星姿态估计的精度,利用龙贝格-马尔塔(LM)迭代算法改进了容积卡尔曼滤波(CKF)。继而,提出改进容积卡尔曼滤波与四元数结合的容积四元数估计器(CQE),有效地避免了卫星大角... 利用矢量进行卫星姿态估计可以归结为非线性滤波问题。为了提高卫星姿态估计的精度,利用龙贝格-马尔塔(LM)迭代算法改进了容积卡尔曼滤波(CKF)。继而,提出改进容积卡尔曼滤波与四元数结合的容积四元数估计器(CQE),有效地避免了卫星大角度机动出现的奇异现象。进一步,给出了一种与影子修正罗德里格参数切换的容积修正罗德里格参数估计器(CME)。仿真对比表明,初始误差较大时容积修正罗德里格参数估计器具有更好的收敛速度和鲁棒性。 展开更多
关键词 姿态估计 LM算法 四元数 修正罗德里格参数 卡尔曼滤波 容积卡尔曼滤波
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基于双姿态的高阶罗德里格斯参数姿态估计 被引量：2
6
作者 陈永冰 李文魁 +1 位作者 周岗 刘勇 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期82-86,共5页
针对高阶罗德里格斯参数构建姿态更新方程时存在模型奇异值以及基于四元数的姿态估计算法计算量大等问题,提出一种基于双姿态的高阶罗德里格斯参数姿态估计算法.当高阶罗德里格斯参数存在奇异时,切换到四元数姿态表示模型,避免高阶罗德... 针对高阶罗德里格斯参数构建姿态更新方程时存在模型奇异值以及基于四元数的姿态估计算法计算量大等问题,提出一种基于双姿态的高阶罗德里格斯参数姿态估计算法.当高阶罗德里格斯参数存在奇异时,切换到四元数姿态表示模型,避免高阶罗德里格斯参数的奇异值,之后再通过判断准则切换到高阶罗德里格参数姿态表示模型,以降低计算量.通过江试试验比较了提出算法和传统四元数无味估计器的估计精度和计算量,在计算精度基本相当的情况下,本文算法计算时间减小了26.27%. 展开更多
关键词 姿态估计 高阶罗德里格斯参数 四元数 卡尔曼滤波 奇异值避免
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航天器姿轨耦合自适应同步控制 被引量：4
7
作者 铁钰嘉 杨伟 岳晓奎 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期32-37,共6页
航天器动力学模型的精确建立,对于成功完成空间任务来说必不可少,而单独考虑轨道或姿态的模型无法满足任务高精度要求,因此从相对轨道动力学方程和修正罗德里格斯参数(MRP)表示的姿态运动学方程出发,建立了航天器六自由度的相对耦合动... 航天器动力学模型的精确建立,对于成功完成空间任务来说必不可少,而单独考虑轨道或姿态的模型无法满足任务高精度要求,因此从相对轨道动力学方程和修正罗德里格斯参数(MRP)表示的姿态运动学方程出发,建立了航天器六自由度的相对耦合动力学方程。为了给出姿轨运动的基准,分别设计了航天器理想姿态和椭圆加指数接近轨道。针对航天器参数不确定问题设计了自适应同步控制律,并通过Lyapunov直接法证明闭环系统的全局渐近稳定性。从仿真结果可以看出,自适应同步控制算法能使轨道和姿态误差逐步趋于零。 展开更多
关键词 姿轨耦合模型 自适应同步控制 类拉格朗日方程 修正罗德里格斯参数
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状态切换CDKF算法及其在低成本紧组合导航系统中的应用
8
作者 张松 万晓正 +1 位作者 贾鹤鸣 廖粤峰 《自动化技术与应用》 2014年第5期11-16,21,共7页
成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参... 成本SINS/GPS紧组合导航系统在大失准角情况下出现的滤波发散现象,建立了基于乘性四元数的非线性导航系统误差模型,并提出一种基于乘性四元数的状态切换中心差分卡尔曼滤波算法。该算法通过在均值四元数计算过程中引入修正的罗德里格参数进行状态切换,解决了传统中心差分卡尔曼滤波算法中对于四元数正交规范化的限制。仿真实验结果表明,本文提出的方法能够有效实现对于载体运动状态的在线估计,且与无迹卡尔曼滤波算法相比,具有更高的滤波精度。 展开更多
关键词 SINSGPS紧组合导航系统 UPF算法 状态切换 乘性四元数 修正的罗德里格参数
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不同姿态表示方法下的姿态估计分析 被引量：4
9
作者 鲁鑫 高敬东 李开龙 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第3期137-141,共5页
在组合导航中,针对不同姿态表示方法构建的姿态估计算法在计算量和精度等方面存在性能差异较大等问题,分别对四元数无味估计器、基于修正罗德里格斯参数和高阶罗德里格斯参数所构成的姿态估计算法进行理论推导与性能比较分析。在数值实... 在组合导航中,针对不同姿态表示方法构建的姿态估计算法在计算量和精度等方面存在性能差异较大等问题,分别对四元数无味估计器、基于修正罗德里格斯参数和高阶罗德里格斯参数所构成的姿态估计算法进行理论推导与性能比较分析。在数值实验中,比较了3种姿态估计算法在计算量和精度等方面的优劣性,结果表明四元数无味估计器精度最优,但计算量较大,而基于高阶罗德里格斯参数的姿态估计算法计算量最小,相对精度较高。 展开更多
关键词 组合导航 姿态估计 四元数 rodrigues参数
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修正型罗德里格斯参数在旋转弹上的应用(英文) 被引量：1
10
作者 余建 高爽 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1766-1772,共7页
光纤陀螺可应用于旋转弹导航上,以提高其精确打击能力。基于光纤陀螺的捷联惯性导航系统是实现这一目的的重要手段之一。其中,姿态更新算法是捷联惯性导航系统的核心。针对旋转弹短时、近程的特点,提出一种基于修正型罗德里格斯参数的... 光纤陀螺可应用于旋转弹导航上,以提高其精确打击能力。基于光纤陀螺的捷联惯性导航系统是实现这一目的的重要手段之一。其中,姿态更新算法是捷联惯性导航系统的核心。针对旋转弹短时、近程的特点,提出一种基于修正型罗德里格斯参数的全姿态更新算法,并给出适合旋转弹姿态确定的数学模型。仿真结果表明与传统姿态更新算法相比较,新算法可以更有效的抑制不可交换误差,降低跟随时间的累积误差,减少高动态环境下的计算量,提高算法结算的速度和精度。 展开更多
关键词 光纤陀螺 旋转弹 修正型罗德里格斯参数 姿态更新算法
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