002四元数与姿态解算学习备忘

关于四元数转为姿态阵,今天看到一篇文档写的非常清楚明白,特将主要内容摘录下来。


以下为摘录的文档内容:
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推导过程很机械,也很简单,建议推导一下,这样才会对此有更深刻的印象。


以上表述了从地理坐标系到载体坐标系的过程,惯导中需要将数据从载体坐标系换算到地理坐标系进行解算,此时的姿态矩阵即为上述矩阵的转置,即利用四元数将空间矢量从载体坐标系(b)转换到地理坐标系(n)的姿态矩阵为:

Cnb=q20+q21q22q232(q1q2+q0q3)2(q1q3q0q2)2(q1q2q0q3)q20q21+q22q232(q2q3+q0q1)2(q1q3+q0q2)2(q2q3q0q1)q20q21q22+q23 C b n = [ q 0 2 + q 1 2 − q 2 2 − q 3 2 2 ( q 1 q 2 − q 0 q 3 ) 2 ( q 1 q 3 + q 0 q 2 ) 2 ( q 1 q 2 + q 0 q 3 ) q 0 2 − q 1 2 + q 2 2 − q 3 2 2 ( q 2 q 3 − q 0 q 1 ) 2 ( q 1 q 3 − q 0 q 2 ) 2 ( q 2 q 3 + q 0 q 1 ) q 0 2 − q 1 2 − q 2 2 + q 3 2 ]

上述摘录内容虽然易懂,但是表述过于简略,更详细的表述请参考其他文献,例如 003备忘补充之惯性导航基本原理(刘保中)—9.1方向余弦与方向余弦矩阵中的附件第64页(四元数与方向余弦的关系)。

最后附上原文四元数微分方程的推导

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