| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 论文的选题背景 | 第11-14页 |
| 1.1.1 轨道几何参数检测的必要性 | 第11-12页 |
| 1.1.2 轨道几何参数的基本检测原理概述 | 第12-14页 |
| 1.2 论文课题的提出及其研究意义 | 第14-16页 |
| 1.2.1 惯性基准的测量方法 | 第14-15页 |
| 1.2.2 惯性测量单元(IMU)及其发展 | 第15页 |
| 1.2.3 论文选题的意义 | 第15-16页 |
| 1.3 论文的主要内容和章节编排 | 第16-17页 |
| 第2章 捷联惯性基准的数学模型 | 第17-30页 |
| 2.1 传感器布置方案 | 第17页 |
| 2.2 姿态的欧拉角表示方法 | 第17-20页 |
| 2.2.1 姿态的欧拉角描述 | 第17-18页 |
| 2.2.2 姿态矩阵 | 第18-20页 |
| 2.3 姿态的四元数表示方法 | 第20-23页 |
| 2.3.1 四元数 | 第20-22页 |
| 2.3.2 姿态的四元数表示方法 | 第22页 |
| 2.3.3 从姿态矩阵得到四元数 | 第22-23页 |
| 2.4 姿态旋转的微分方程 | 第23-25页 |
| 2.4.1 姿态旋转的方向余弦矩阵微分方程 | 第23-24页 |
| 2.4.2 姿态旋转的欧拉角微分方程 | 第24页 |
| 2.4.3 姿态旋转的四元数微分方程 | 第24-25页 |
| 2.5 地理坐标系的跟踪原理 | 第25-30页 |
| 2.5.1 坐标系定义 | 第25-26页 |
| 2.5.2 姿态旋转角速度 | 第26-30页 |
| 第3章 捷联惯性解算算法及其数值仿真 | 第30-52页 |
| 3.1 载体运动的建模和数值仿真 | 第30-37页 |
| 3.1.1 速度的导出 | 第32-33页 |
| 3.1.2 姿态角的导出 | 第33-34页 |
| 3.1.3 传感器的输出 | 第34-36页 |
| 3.1.4 载体运动轨迹和姿态的数值仿真 | 第36-37页 |
| 3.2 姿态矩阵更新算法及其数值仿真实验 | 第37-43页 |
| 3.2.1 捷联矩阵更新方法 | 第37-38页 |
| 3.2.2 四元数微分方程的数值解法 | 第38-39页 |
| 3.2.3 圆锥运动下的姿态矩阵更新算法数值仿真实验 | 第39-43页 |
| 3.3 速度-位置解算算法 | 第43-44页 |
| 3.4 静止条件下的初始对准 | 第44-45页 |
| 3.5 捷联惯性解算算法数值仿真实验 | 第45-49页 |
| 3.5.1 仿真条件 | 第45-47页 |
| 3.5.2 仿真结果 | 第47-49页 |
| 3.6 算法的简化和姿态累积误差的校正 | 第49-52页 |
| 3.6.1 捷联惯性解算算法的简化 | 第49-51页 |
| 3.6.2 侧滚角和俯仰角的校正 | 第51页 |
| 3.6.3 四元数非正交化误差的校正 | 第51-52页 |
| 第4章 捷联惯性测量单元的硬件设计 | 第52-65页 |
| 4.1 惯性传感器选型 | 第53-54页 |
| 4.1.1 加速度计选型 | 第53页 |
| 4.1.2 陀螺选型 | 第53-54页 |
| 4.2 信号采集模块 | 第54-60页 |
| 4.2.1 信号调理电路 | 第54-56页 |
| 4.2.2 信号转换电路 | 第56-58页 |
| 4.2.3 电源电路 | 第58-60页 |
| 4.3 微控制器单元 | 第60-61页 |
| 4.4 系统接口底板 | 第61-65页 |
| 4.4.1 系统电源电路 | 第61-63页 |
| 4.4.2 串口通信电路及其他外围电路 | 第63-65页 |
| 第5章 捷联惯性测量单元的软件设计 | 第65-73页 |
| 5.1 解算过程中的关键子函数设计 | 第66-70页 |
| 5.1.1 姿态旋转角速度提取子函数 | 第66-67页 |
| 5.1.2 姿态四元数更新子函数 | 第67-69页 |
| 5.1.3 导航解算子函数 | 第69-70页 |
| 5.2 整体解算程序流程图 | 第70-71页 |
| 5.3 上位机程序设计 | 第71-73页 |
| 第6章 系统的校准和测试 | 第73-78页 |
| 6.1 数据采集模块的校准 | 第73-74页 |
| 6.2 MEMS传感器的静态漂移分析测试 | 第74-76页 |
| 6.3 IMU的动态测试和结果分析 | 第76-78页 |
| 结论 | 第78-80页 |
| 致谢 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-84页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 | 第84页 |