专利汇可以提供一种分布式POS传递对准用模拟数据生成方法和系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种分布式POS传递对准用模拟数据生成方法和系统。该方法和系统,首先设置分布式POS器件参数、轨迹参数和挠曲 变形 参数,并生成 机体 在主IMU安装点处精确的运动参数、 角 速度 和比 力 数据,然后考虑主IMU的安装误差角,生成主IMU的运动参数、 陀螺仪 数据和 加速 度计 数据。同时,根据设置的挠曲变形参数,从弹性力学的角度建立机翼挠曲变形模型,并考虑机翼挠曲变形对子IMU在机体 坐标系 三个轴方向上的 位置 和速度的影响,生成子IMU安装点处的挠曲变形角数据和主、子IMU间的杆臂变形数据,进而生成子IMU精确的运动参数、陀螺仪数据和加速度计数据。本发明有助于提升评估分布式POS传递对准 算法 性能的准确性。,下面是一种分布式POS传递对准用模拟数据生成方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于,包括步骤:
步骤A,设置初始参数,包括分布式POS器件参数设置、轨迹参数设置和挠曲变形参数设
置;
步骤B,根据所述初始参数,生成机体主IMU安装点处的第一运动参数和机体坐标系下
机体的角速度和比力数据,所述第一运动参数包括位置、速度和姿态;
步骤C,生成子IMU安装点处的挠曲变形角数据和主IMU、子IMU之间的杆臂变形数据;
包括,步骤C1,模态坐标计算,包括步骤:
分布式POS中子IMU安装在机翼两侧,在飞行过程中机翼的挠曲变形主要包括机翼绕机
体坐标系x轴的扭转变形和绕机体坐标系y轴的弯曲变形;根据弹性力学理论,机翼绕机体坐标系x轴的扭转角θx(rx,ts)和绕机体坐标系y轴的弯曲角θy(rx,ts)可描述为:
θx(rx,ts)=ψx(rx)qx(ts)
式中,ts=0,1,2,...,T×f子,rx为子IMU在机翼轴向即机体坐标系x轴上的坐标,即静止条件下子IMU相对主IMU的杆臂在机体坐标系x轴方向上的分量;ψx(rx)和qx(ts)是机翼一阶扭转模态对应的振型函数与模态坐标;ψy(rx)和qy(ts)是机翼一阶弯曲模态对应的振型函数与模态坐标;
计算机翼挠曲变形中的一阶扭转模态坐标和弯曲模态坐标,一阶扭转模态坐标和弯曲
模态坐标为:
其中,ζqx和ωqx分别为一阶扭转模态对应的阻尼系数和模态频率,ζqy和ωqy分别为一阶弯曲模态对应的阻尼系数和模态频率,上述参数均在参数设置部分进行设置,根据机翼的实际参数用有限元方法确定;
fqx(ts)和fqy(ts)分别为ts时刻机翼一阶扭转运动和弯曲运动对应的广义外力,频率通
常为数十赫兹,采用将高斯白噪声通过截止频率为50赫兹的低通滤波器并单位化,再分别乘以一阶扭转广义外力和弯曲广义外力的标准差σx和σy来获得;
当处于弯曲模态坐标时,各时刻模态坐标、模态坐标一阶导数和模态坐标二阶导数数
据的生成过程包括以下步骤
其中,模态坐标包括qx(ts)和qy(ts),模态坐标一阶导数 和 模态坐标二阶
导数 和
1)随机生成初始时刻的qy(0)和 数据,计算对应的
2)计算下一时刻的 和 数据:
式中,i′=1,2,...,T×f子,Δt为子IMU的输出周期,即Δt=1/f子;
3)重复步骤2)计算下一时刻的 和 直到获得所有时刻的qy(ts)、
和
通过上述相同的步骤能获得扭转模态对应的模态坐标qx(ts)、模态坐标一阶导数
和模态坐标二阶导数
步骤C2,振型函数计算,包括步骤:
计算机翼一阶扭转模态和一阶弯曲模态对应的振型函数,扭转模态和弯曲模态振型函
数分别由下式确定:
式中,l为机翼长度;γ为一阶扭转模态对应的振型系数,β为一阶弯曲模态对应的振型系数;sh表示双曲正弦函数,ch表示双曲余弦函数;
步骤C3,挠曲变形角计算,包括步骤:
计算机翼在子IMU安装点处的扭转角θx(rx,ts)和弯曲角θy(rx,ts);其中,扭转角θx(rx,ts)由下式确定:
扭转角速度 和扭转角加速度 分别由下式确定:
弯曲角θy(rx,ts)由下式确定:
弯曲角速度 和弯曲角角加速度 分别由下式确定:
步骤C4,主、子IMU间杆臂变形位移计算,包括步骤:
机翼绕机体坐标系x轴的扭转变形和绕机体坐标系y轴的弯曲变形均会对主、子IMU间
的杆臂产生影响;
分布式POS中,子IMU的测量中心无法准确安装在机体坐标系x轴上;静止条件下主、子
IMU间的杆臂为r0,在机体坐标系x轴上的投影长度为rx,在z轴上的投影长度为-rz;当机翼绕y轴产生弯曲变形时,主、子IMU间的杆臂为r′,杆臂在机体坐标系x轴和z轴投影的变化量Δrx1和Δrz1通过下式确定:
Δrx1=-rzsin(-θy(rx,ts))
Δrz1=rxtan(-θx(rx,ts))-rz(1-cos(-θx(rx,ts)))
当弯曲角θy(rx,ts)为小角度,上式简化为:
Δrx1=rzθy(rx,ts)
Δrz1=-rxθx(rx,ts)
同理,扭转角θx(rx,ts)造成杆臂在机体坐标系y轴和z轴投影的变化量分别为:
Δry2=-rzθx(rx,ts)
Δrz2=ryθx(rx,ts)
则ts时刻,主、子IMU间杆臂表达式为:
对上式分别进行一次、二次微分,得到机体坐标系下杆臂相对于主IMU的变化速度和加
速度:
步骤D,生成主
IMU的第二运动参数与主IMU的陀螺仪、加速度计数据并输出;
步骤E,生成子IMU的第三运动参数与子IMU的陀螺仪、加速度计数据并输出。
2.根据权利要求1所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:所述
步骤A中分布式POS器件参数设置包括步骤:
A10,定义所用坐标系;
A11,安装误差角参数设置;
A12,输出频率设置;
A13,主IMU运动参数误差设置;
A14,惯性器件测量误差设置;
所述步骤A中轨迹参数设置包括步骤:
A21,机体初始运动参数设置;
A22,机体运动轨迹设置。
3.根据权利要求2所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:
所述步骤A10定义所用坐标系包括步骤:
记i为地心惯性坐标系;e为地球坐标系;导航坐标系为东北天地理坐标系,n表示真实
导航坐标系,n′主表示主IMU计算导航坐标系;载体坐标系原点为载体重心,x轴沿载体横轴向右,y轴沿载体纵轴向前,z轴沿载体竖轴向上,该坐标系固定在载体上,称为右前上载体坐标系;用j、m和s分别代表机体坐标系、主IMU载体坐标系和子IMU载体坐标系;
所述步骤A11安装误差角参数设置包括步骤:
设置主IMU的安装误差角和子IMU的安装误差角量值;其中,主IMU的安装误差角ρm=
[ρmx ρmy ρmz]T,ρmx、ρmy和ρmz分别为主IMU在机体坐标系下x、y和z轴的安装误差角;子IMU的T
安装误差角ρs=[ρsx ρsy ρsz] ,ρsx、ρsy和ρsz分别为子IMU在机体坐标系下x、y和z轴的安装误差角;
所述步骤A12输出频率设置包括步骤:
设置主IMU输出频率f主和子IMU输出频率f子的量值;
所述步骤A13主IMU运动参数误差设置包括步骤:
设置主IMU运动参数中位置误差量值、速度误差量值和姿态误差量值;其中,主IMU位置
误差量值为εmp=[εmλ εmL εmH]T,εmλ、εmL和εmH分别为主IMU纬度、经度和高度误差量值;主IMU速度误差量值为εmv=[εmvE εmvN εmvU]T,εmvE、εmvN和εmvU分别为主IMU东向速度、北向速度和天向速度误差量值;主IMU姿态误差量值为εma=[εmφ εmθ εmγ]T,εmφ、εmθ和εmγ分别为主IMU航向角、俯仰角和横滚角误差量值;
所述步骤A14惯性器件测量误差设置包括步骤:
首先,设置主IMU的陀螺加计误差量值;其中,主IMU陀螺仪常值飘移量值为
和 分别为主IMU陀螺仪在主IMU载体坐标系
x 、y 和 z轴 方向 上 的 常值 漂 移量 值 ;主I M U陀 螺 仪随 机 飘 移量 值 为
和 分别为主IMU陀螺仪在主IMU载体坐标系
x、y和z 轴方向上的随机 漂移量值 ;主 IMU加速度计 常值偏置量值 为
和 分别为主IMU加速度计在主IMU载体坐标系x、y
和z轴方向上的常值偏置量值;主IMU加速度计随机偏置量值为
和 分别为主IMU加速度计在主IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机偏置量
值;
然后,设置子IMU的陀螺加计误差量值;其中,子IMU陀螺仪常值漂移量值为
和 分别为子IMU陀螺仪在子IMU载体坐标系x、y和
z轴方向上的常值漂移量值;子IMU陀螺仪随机漂移量值为
和 分别为子IMU陀螺仪在子IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机漂移量
值;子IMU加速度计常值偏置量值为 和 分别为子IMU
加速度计在子IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的常值偏置量值;子IMU加速度计随机偏置量值为 和 分别为子IMU加速度计在子IMU载体坐标系x、
y和z轴方向上的随机偏置量值;
所述步骤A21机体初始运动参数设置包括步骤:
设置初始时刻时机体的位置p0=[λ0 L0 H0]T,λ0、L0和H0分别为机体初始时刻的纬度、经度和高度;初始时刻机体的速度v0=[vE0 vN0 vU0]T,vE0、vN0和vU0分别为初始时刻机体的东向速度、北向速度、天向速度;初始时刻机体的姿态a0=[ψ0 θ0 γ0]T,ψ0、θ0和γ0分别为初始时刻机体的航向角、俯仰角和横滚角;
所述步骤A22机体运动轨迹设置包括步骤:
设置机体运动轨迹,首先确定运动轨迹的阶段总数k以及各阶段时长Tb,b=1,2,...,k,总时长 然后根据阶段序号依次设置各阶段机体的航向角、俯仰角和横滚角的变
化量,以及各阶段机体速度的大小及变化量;
所述步骤A中挠曲变形参数设置包括步骤:
设置静止条件下子IMU相对主IMU的杆臂r0=[rx ry rz]T的量值,其中rx、ry和rz分别为静止条件下杆臂在机体坐标系x、y和z轴方向上的分量;设置机翼长度l,机翼一阶扭转与弯曲模态频率ωqx和ωqy,机翼一阶扭转与弯曲模态阻尼系数ξqx和ξqy,一阶扭转与弯曲对应的广义外力标准差σx和σy,以及一阶扭转与弯曲模态函数系数γ和β的量值。
4.根据权利要求3所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:所述
步骤D生成主IMU的第二运动参数与主IMU的陀螺加计数据并输出,具体包括步骤:
步骤D1,主IMU的第二运动参数生成,包括:
步骤D11,生成主IMU的姿态数据;步骤D12,生成主IMU的位置和速度数据;
步骤D2,生成主IMU的陀螺仪、加速度计数据并输出。
5.根据权利要求4所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:
所述步骤D11生成主IMU的姿态数据,包括步骤:
主IMU载体坐标系与导航坐标系之间的姿态转换矩阵 由下式确定:
式中,tm=0,1,2,...,T×f主, 为主IMU安装误差角ρm=[ρmx ρmy ρmz]T引起的初始时刻机体坐标系到主IMU载体坐标系的姿态转换矩阵, 为tm时刻真实导航坐标系到机
体坐标系的姿态转换矩阵, 为tm时刻主IMU姿态角误差引起的主IMU计算导航坐标
系到真实导航坐标系的姿态转换矩阵, 和 的具体计算式如下:
式中,ψ主(tm)、θ主(tm)和γ主(tm)为tm时刻频率为f主的机体(主IMU安装点处)精确姿态(航向角、俯仰角和横滚角);wmφ(tm)、wmθ(tm)和wmγ(tm)分别为tm时刻主IMU航向角误差、俯仰角误差和横滚角误差,根据设置的主IMU航向角误差、俯仰角误差和横滚角误差的量值(εmφ、εmθ和εmγ)乘以单位白噪声获得;
将求得的 记为
式中,Tcd(tm)为tm时刻矩阵 中第c行、第d列的元素,且c=1,2,3,d=1,2,3;tm时
刻主IMU航向角ψm(tm)、俯仰角θm(tm)和横滚角γm(tm)的主值,即ψmz(tm)、θmz(tm)和γmz(tm)分别为:
θmz(tm)=arcsin(T32(tm))
由于航向角ψm(tm)、俯仰角θm(tm)和横滚角γm(tm)的取值范围分别定义为[0,2π]、和[-π,+π],ψm(tm)、θm(tm)和γm(tm)的真值由下式确定:
θm(tm)=θmz(tm)
所述步骤D12包括:生成主IMU的位置pm(tm)和速度vm(tm)数据;
主IMU精确的位置pm(tm)和速度vm(tm)分别与频率为f主的机体(主IMU安装点处)精确位
置和速度相同,既:
pm(tm)=p主(tm)
vm(tm)=v主(tm)
式中,tm=0,1,2,...,T×f主,p主(tm)和v主(tm)分别为tm时刻频率为f主的机体精确位置和速度;
tm时刻主IMU的位置 和速度 为:
式中, 和 分别为tm时刻
模拟数据中主IMU的纬度、经度和高度;
和 分别为tm时刻模拟数据中主IMU的东向速度、北向速度和天线
速度;wmp(tm)=[wmλ(tm) wmL(tm) wmH(tm)]T为tm时刻主IMU的位置误差,wmλ(tm)、wmL(tm)和wmH(tm)分别为tm时刻主IMU纬度误差、经度误差和高度误差,根据设置的主IMU纬度误差、经度误差和高度误差量值(εmλ、εmL和εmH)乘以单位白噪声获得;wmv(tm)=[wmvE(tm) wmvN(tm) wmvU(tm)]T为tm时刻主IMU速度误差,wmvE(tm)、wmvN(tm)和wmvU(tm)分别为tm时刻主IMU东向速度误差、北向速度误差和天向速度误差,根据设置的主IMU东向速度误差、北向速度误差和天向速度误差量值(εmvE、εmvN和εmvU)乘以单位白噪声获得;
所述步骤D2生成主IMU的陀螺仪、加速度计数据并输出包括:
由于主IMU载体坐标系相对于机体坐标系存在安装误差角,因此主IMU精确的陀螺仪输
出数据ωm(tm)和精确的加速度计输出数据fm(tm)由下式确定:
式中,ω主(tm)和f主(tm)分别为tm时刻机体坐标系下频率为f主的机体精确角速度和比
力;
考虑加速度计常值偏置和随机偏置,主IMU实际的加速度计输出数据 由下式确
定:
T
式中,wmf(tm)=[wmfx(tm) wmfy(tm) wmfz(tm)] 为tm时刻主IMU加速度计随机偏置,wmfx(tm)、wmfy(tm)和wmfz(tm)分别为tm时刻主IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机偏置,根据设置的x、y和z轴方向上的随机偏置量值( 和 )乘以单位白噪声获得;
考虑陀螺仪常值漂移和随机漂移,主IMU实际的陀螺仪输出数据 由下式确定:
式中,tm=0,1,2,...,T×f主;wmω(tm)=[wmωx(tm) wmωy(tm) wmωz(tm)]T为tm时刻主IMU陀螺仪随机漂移,wmωx(tm)、wmωy(tm)和wmωz(tm)分别tm时刻为主IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机漂移,根据设置的x、y和z轴方向上的随机漂移量值( 和 )乘以单
位白噪声获得。
6.根据权利要求1所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:所述
步骤E生成子IMU的第三运动参数与子IMU的陀螺仪、加速度计数据并输出,包括步骤:
步骤E1,子IMU的第三运动参数生成,包括:
步骤E11,生成子IMU的姿态数据;步骤E12,生成子IMU的精确位置和速度数据;
步骤E2,子IMU的陀螺仪、加速度计数据生成并输出。
7.根据权利要求6所述的分布式POS传递对准用模拟数据生成方法,其特征在于:
所述步骤E11生成子IMU的姿态数据包括步骤:
真实导航坐标系到子IMU载体坐标系的姿态转换矩阵 由下式确定:
式中,ts=0,1,2,...,T×f子; 为ts时刻真实导航坐标系到机体坐标系的姿态转
换矩阵, 为ts时刻机体坐标系到子IMU载体坐标系的姿态转换矩阵, 和
分别由下式确定:
式中,ψ子(ts)、θ子(ts)和γ子(ts)为ts时刻频率为f子的机体(主IMU安装点处)精确姿态(航向角、俯仰角和横滚角), 为初始时刻机体坐标系到子IMU载体坐标系的姿态转换矩阵,为初始时刻子IMU载体坐标系相对于ts时刻子IMU载体坐标系的姿态转换矩阵,分别
由下式确定:
将求得的 记为
式中,T′cd为矩阵 中第c行、第d列的元素,c=1,2,3,d=1,2,3;子IMU在ts时刻的航向角ψs(ts)、俯仰角θs(ts)和横滚角γs(ts)的主值,即ψsz(ts)、θsz(ts)和γsz(ts)分别为:
θsz(ts)=arcsin(T′32(ts))
由于航向角ψs(ts)、俯仰角θs(ts)和横滚角γs(ts)的取值范围分别定义为[0,2π]、[-π,+π];那么,ψs(ts)、θs(ts)和γs(ts)的真值由下式确定:
θs(ts)=θsz(ts)
所述步骤E12,生成子IMU的精确位置和速度数据包括步骤:
机翼在子IMU安装点的挠曲变形会导致子IMU相对于主IMU的位置和速度发生变化;子
IMU精确的位置ps(ts)和速度vs(ts)分别由下式确定:
式中,ts=0,1,2,...,T×f子;p子(ts)和v子(ts)为ts时刻频率为f子的机体(主IMU安装点处)精确位置和速度,ps(ts)=[λs(ts) Ls(ts) Hs(ts)]T,λs(ts)、Ls(ts)和Hs(ts)分别为ts时刻子IMU精确的纬度、经度和高度;vs(ts)=[vsE(ts)vsN(ts)vsU(ts)]T,vsE(ts)、vsN(ts)和vsU(ts)分别为ts时刻子IMU精确的东向速度、北向速度和天线速度; 为ts时刻机体坐标
系到真实导航坐标系的姿态转换矩阵,且满足
所述步骤E2子IMU的陀螺仪、加速度计数据生成并输出包括步骤:
根据哥氏加速度定理,子IMU精确的加速度计输出数据fs(ts)由下式确定:
式中,ts=0,1,2,...,T×f子;ω子(ts)和f子(ts)分别为ts时刻机体坐标系下频率为f子的机体精确角速度和比力; 为ts时刻机体坐标系下机体精确的角加速度,通过对ω子
(ts)差分获得;
考虑加速度计常值偏置和随机偏置,子IMU实际的加速度计输出数据 由下式确
定:
T
式中,wsf(ts)=[wsfx(ts) wsfy(ts) wsfz(ts)] 为ts时刻子IMU加速度计随机偏置,wsfx(ts)、wsfy(ts)和wsfz(ts)分别为ts时刻子IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机偏置,根据设置的x、y和z轴方向上的随机偏置量值 和 乘以单位白噪声获得;
子IMU精确的陀螺仪输出数据ωs(ts)由下式确定:
式中,ωμ(ts)为ts时刻机翼挠曲变形产生的角速度,且有
考虑陀螺仪常值漂移和随机漂移,子IMU实际的陀螺仪输出数据 由下式确定:
式中,wsω(ts)=[wsωx(ts) wsωy(ts) wsωz(ts)]T为ts时刻子IMU陀螺仪随机漂移,wsωx(ts)、wsωy(ts)和wsωz(ts)分别为ts时刻子IMU载体坐标系x、y和z轴方向上的随机漂移,根据设置的x、y和z轴方向上的随机漂移量值 和 乘以单位白噪声获得。
8.一种分布式POS传递对准用模拟数据生成系统,其特征在于,包括参数初始化模块、
第一生成模块、第二生成模块、第一输出模块和第二输出模块;
所述参数初始化模块,用于设置初始参数,包括分布式POS器件参数设置、轨迹参数设
置和挠曲变形参数设置;
所述第一生成模块,用于根据所述初始参数,生成机体主IMU安装点处的第一运动参数
和机体坐标系下机体的角速度和比力数据,所述第一运动参数包括位置、速度和姿态;
所述第二生成模块,用于生成子IMU安装点处的挠曲变形角数据和主IMU、子IMU之间的
杆臂变形数据,包括:步骤C1,模态坐标计算,包括步骤:
分布式POS中子IMU安装在机翼两侧,在飞行过程中机翼的挠曲变形主要包括机翼绕机
体坐标系x轴的扭转变形和绕机体坐标系y轴的弯曲变形;根据弹性力学理论,机翼绕机体坐标系x轴的扭转角θx(rx,ts)和绕机体坐标系y轴的弯曲角θy(rx,ts)可描述为:
θx(rx,ts)=ψx(rx)qx(ts)
式中,ts=0,1,2,...,T×f子,rx为子IMU在机翼轴向即机体坐标系x轴上的坐标,即静止条件下子IMU相对主IMU的杆臂在机体坐标系x轴方向上的分量;ψx(rx)和qx(ts)是机翼一阶扭转模态对应的振型函数与模态坐标;ψy(rx)和qy(ts)是机翼一阶弯曲模态对应的振型函数与模态坐标;
计算机翼挠曲变形中的一阶扭转模态坐标和弯曲模态坐标,一阶扭转模态坐标和弯曲
模态坐标为:
其中,ζqx和ωqx分别为一阶扭转模态对应的阻尼系数和模态频率,ζqy和ωqy分别为一阶弯曲模态对应的阻尼系数和模态频率,上述参数均在参数设置部分进行设置,根据机翼的实际参数用有限元方法确定;
fqx(ts)和fqy(ts)分别为ts时刻机翼一阶扭转运动和弯曲运动对应的广义外力,频率通
常为数十赫兹,采用将高斯白噪声通过截止频率为50赫兹的低通滤波器并单位化,再分别乘以一阶扭转广义外力和弯曲广义外力的标准差σx和σy来获得;
当处于弯曲模态坐标时,各时刻模态坐标、模态坐标一阶导数和模态坐标二阶导数数
据的生成过程包括以下步骤:
其中,模态坐标包括qx(ts)和qy(ts),模态坐标一阶导数 和 模态坐标二阶
导数 和
1)随机生成初始时刻的qy(0)和 数据,计算对应的
2)计算下一时刻的qy(i′)、 和 数据:
式中,i′=1,2,...,T×f子,Δt为子IMU的输出周期,即Δt=1/f子;
3)重复步骤2)计算下一时刻的qy(i′)、 和 直到获得所有时刻的qy(ts)、
和
通过上述相同的步骤能获得扭转模态对应的模态坐标qx(ts)、模态坐标一阶导数
和模态坐标二阶导数
步骤C2,振型函数计算,包括步骤:
计算机翼一阶扭转模态和一阶弯曲模态对应的振型函数,扭转模态和弯曲模态振型函
数分别由下式确定:
式中,l为机翼长度;γ为一阶扭转模态对应的振型系数,β为一阶弯曲模态对应的振型系数;sh表示双曲正弦函数,ch表示双曲余弦函数;
步骤C3,挠曲变形角计算,包括步骤:
计算机翼在子IMU安装点处的扭转角θx(rx,ts)和弯曲角θy(rx,ts);其中,扭转角θx(rx,ts)由下式确定:
扭转角速度 和扭转角加速度 分别由下式确定:
弯曲角θy(rx,ts)由下式确定:
弯曲角速度 和弯曲角角加速度 分别由下式确定:
步骤C4,主、子IMU间杆臂变形位移计算,包括步骤:
机翼绕机体坐标系x轴的扭转变形和绕机体坐标系y轴的弯曲变形均会对主、子IMU间
的杆臂产生影响;
分布式POS中,子IMU的测量中心无法准确安装在机体坐标系x轴上;静止条件下主、子
IMU间的杆臂为r0,在机体坐标系x轴上的投影长度为rx,在z轴上的投影长度为-rz;当机翼绕y轴产生弯曲变形时,主、子IMU间的杆臂为r′,杆臂在机体坐标系x轴和z轴投影的变化量Δrx1和Δrz1通过下式确定:
Δrx1=-rzsin(-θy(rx,ts))
Δrz1=rxtan(-θx(rx,ts))-rz(1-cos(-θx(rx,ts)))
当弯曲角θy(rx,ts)为小角度,上式简化为:
Δrx1=rzθy(rx,ts)
Δrz1=-rxθx(rx,ts)
同理,扭转角θx(rx,ts)造成杆臂在机体坐标系y轴和z轴投影的变化量分别为:
Δry2=-rzθx(rx,ts)
Δrz2=ryθx(rx,ts)
则ts时刻,主、子IMU间杆臂表达式为:
对上式分别进行一次、二次微分,得到机体坐标系下杆臂相对于主IMU的变化速度和加
速度:
所述第一输出模块,用于生成主IMU的第二运动参数与主IMU的陀螺仪、加速度计数据
并输出;
所述第二输出模块,用于生成子IMU的第三运动参数与子IMU的陀螺仪、加速度计数据
并输出。
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