基于OpenGL的捷聯式慣性導航系統三維路徑重建技術研究

摘 要:簡述了使用OpenGL技術設計實現捷聯式慣性導航系統三維路徑重建的過程。對捷聯式慣性導航系統進行軌跡數據的加工整理、路徑曲線的三維觀察及重建、三維路徑的工程圖表示和路徑曲線分段的半徑標識。利用CAD軟件進行繪圖設計和造型分析的結果表明，采用自主式的捷聯式慣性導航系統進行路徑重建在檢測運動參數方面的重要性。

關鍵詞:OpenGL技術路徑重建CAD繪圖

中圖分類號:TN967文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(b)-0003-02

1 引言

捷聯式慣性導航系統是把陀螺儀和加速度計等慣性元件直接固定在運載體上，分別測量各個運載體相對慣性空間的三個轉動角速度和三個線加速度沿運載體坐標系的分量，經過坐標變換，把加速度信息轉化為沿導航坐標系的加速度。經過計算，得到運載體的位置、速度、航向和水平姿態等各種導航信息。

2 捷聯式慣性導航系統基本原理

捷聯式慣導系統沒有實體平臺，陀螺儀和加速度計直接安裝在載體上，慣性元件的敏感軸安裝在所謂的載體坐標系三軸方向上。運動過程中，陀螺儀測定載體相對于慣性參照系的運動角速度，并由此計算載體坐標系至導航坐標系的坐標變換矩陣。通過此矩陣，把加速度計測得的加速度信息變換至導航坐標系進行導航計算，得到所需要的導航參數，圖1。

3 三維路徑重建方案的設計

3.1 導航路徑的數據整理

對捷聯式慣性導航系統產生的軌跡數據進行分析，對于其中一些誤差嚴重的坐標點，在路徑重建過程中，會使導航路徑軌跡顯示出明顯的變化，路徑軌跡三維圖會出現畸變的拐點，因此需要對產生的數據整理，對其中嚴重的誤差點進行修正或刪除，以達到軌跡路徑曲線的圓滑。……