坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論及其在半實(shí)物仿真姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用*

陳 凱,王 翔,劉明鑫,于云峰,閆 杰

(西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院,陜西 西安 710072)

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坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論及其在半實(shí)物仿真姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用*

陳 凱,王 翔,劉明鑫,于云峰,閆 杰

(西北工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院,陜西 西安 710072)

以臨近空間飛行器半實(shí)物仿真試驗(yàn)需求為背景,利用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論推導(dǎo)了航空和航天兩種體系下姿態(tài)矩陣的關(guān)系。首先,介紹了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論,包括兩種直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以及兩種不同參考系下的姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換關(guān)系。然后,分析了航空和航天體系下坐標(biāo)系之間的關(guān)系,推導(dǎo)了從航天體系下姿態(tài)矩陣到航空體系下姿態(tài)矩陣的轉(zhuǎn)換關(guān)系。半實(shí)物仿真試驗(yàn)表明,推導(dǎo)的方法正確可行,保證了臨近空間飛行器導(dǎo)航系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證。

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換;姿態(tài)矩陣;半實(shí)物仿真;捷聯(lián)慣性導(dǎo)航;臨近空間飛行器

半實(shí)物仿真是一種硬件在回路的仿真方法,半實(shí)物仿真系統(tǒng)將所研究系統(tǒng)的部分實(shí)物接入到仿真系統(tǒng)回路,使之成為仿真系統(tǒng)的一個(gè)組成部分[1]。飛行器半實(shí)物仿真的目的是將飛行器飛行控制系統(tǒng)接入半實(shí)物仿真系統(tǒng)中,在地面實(shí)驗(yàn)室條件下盡可能逼真地復(fù)現(xiàn)飛行器在空中的飛行環(huán)境,驗(yàn)證和評(píng)估飛行器飛行控制系統(tǒng)性能指標(biāo),縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程、降低外場(chǎng)試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約項(xiàng)目成本[2]。圖1是典型的飛行器飛控半實(shí)物仿真系統(tǒng),主要包括半實(shí)物仿真設(shè)備和彈上設(shè)備[3]。半實(shí)物仿真設(shè)備包括:實(shí)時(shí)仿真機(jī)系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)性能分析系……