【惯性导航与组合定位技术相关岗位问题总结】
#惯性导航与组合定位技术相关岗位面试问题整理
提示：文章内容涉及惯性导航、组合定位技术、卡尔曼滤波等相关算法、实际应用经验总结等
文章目录
- 前言
- 一、惯性导航
- 1.基础知识
- 2.常用坐标系与陀螺、加速度计的理论输出
- 3.传感器误差
- 4.惯性器件的测试与标定
- 5.静态粗对准
- 6.INS机械编排流程
- 7.欧拉角
- 8.方向余弦矩阵
- 9.四元数
- 10.等效旋转矢量
- 11.姿态更新算法（四元数为例）
- 总结
前言
由于网上针对惯性导航与组合定位技术相关岗位的面经较少，自己在学习相关知识的同时，记录了对应的一些基础问题。一方面是对自己所学知识的巩固复习，另一方面也是为了应对以后的面试。
提示：问题和答案都是按照自己的理解整理的，难免有表述不规范或错误的地方，欢迎大家交流指正。
一、惯性导航
提示：主要参考武汉大学惯性导航课程，问题中的页数P参考课程PPT
1.基础知识
- 什么是惯性系统与惯性坐标系？
- 请解释比力方程？
- 请解释哥氏加速度，牵连角速度？
- imu输出的数据是什么？（角速度/比力）
- 结合实际，分析并解释惯导误差随时间积累公式中，各项误差的影响？（P9）
2.常用坐标系与陀螺、加速度计的理论输出
- 说一下常用坐标系的定义，惯性系，地心地固坐标系，导航坐标系，载体坐标系。他们的作用是什么？
- IMU的xyz轴与当地ENU方向对齐，结合比力公式f=a-g;解释当载体静时，为什么z轴输出是9.8，而不是-9.8
，如果是UED对齐呢？ - 同上，当载体静止在赤道，北极，任意点时，三轴分别输出多少？当载体向北向运动呢？（提示：右手定则，P18）
3.传感器误差
- 传感器误差类型包括静态误差和动态误差，他们各自的分类与定义是什么，如何表现的？
- 陀螺白噪声与角度随机游走的关系？加速度计白噪声与速度随机游走的关系？（P21）
- 说一下传感器误差统计的相关术语的含义？高斯白噪声，RMS,P-P,+/-等等。
- 如何阅读传感器和IMU规格参数与数据手册？（文章，如何区分惯性器件的零偏误差和精度指标。P23）
4.惯性器件的测试与标定
- 测试与标定的区别？ 标定的目的是为了尽量补偿误差，测试就是为了测试误差或性能
- 描述加速度计的两位置标定、六位置标定法，陀螺的两位置标定法
- 概述一次标定的实例或者整个标定的流程
5.静态粗对准
- 姿态角（欧拉角）的定义，及方向，角度范围？
- 加速度计调平，怎样找到俯仰角和横滚角，为什么找不到航向角？陀螺又是如何找到航向的？写出计算公式。
- 静基座对准的航向角精度取决于哪些条件？
- 解释静态粗对准-双矢量定姿算法，定义，原理，基本公式
- 解释静对准，动对准。
6.INS机械编排流程
- 解释INS的机械编排框图
- 结合P34与自己总结的经验，说一说在做INS实验时，流程。
- 六位置法标定与初始对准程序实现
- 解释陀螺输出Wbib的含义？
- 解释反对称矩阵的存在的意义和计算方式？
- 解释圆锥效应、划桨效应与涡卷效应
7.欧拉角
- 欧拉角三次转轴顺序
- 推出欧拉角表示的坐标转换矩阵
- 欧拉角法的优缺点，以及欧拉角在导航中一般用于哪方面？
8.方向余弦矩阵
- 方向余弦的定义
- 推出向量r在b系与R系直接的方向余弦阵
- 方向余弦值的微分方程与微分方程的求解
9.四元数
- 矩阵的点乘与叉乘区别？
- 四元素的定义，ijk运算法则？
- 将两个四元素p,q相乘，并能改写成矩阵形式
- 阐述四元数的共轭、模长、归一化
- 证明四元数的三角函数表示法，并解释含义和意义
- 阐述欧拉旋转定理
- 阐述姿态四元数的定义以及物理意义，如何利用姿态四元数进行坐标变换？
- 姿态四元数的微分与微分方程的求解，其姿态算法是什么
- 四元数和DCM（方向余弦阵）姿态更新存在什么问题，如何解决不可交换误差？
10.等效旋转矢量
- 解释刚体转动的不可交换性与等效旋转矢量
- 转动的不可交换性与惯性导航有何关系？
- 等效旋转矢量与DCM和四元数的关系与公式？
- 阐述如何利用陀螺的输出构造等效旋转矢量
- 等效旋转矢量双子样算法的用来干嘛的，原理，过程，子样数越多越好吗？
- 计算出等效旋转矢量后，如何带入DCM和四元数更新算法？
11.姿态更新算法（四元数为例）
- 已知前一时刻姿态、当前及前一时刻的陀螺角增量输出，怎么求出当前时刻的姿态？
- 接问题1，考察b系变化时，观察者分别在参考坐标系n系和惯性系i系有什么不同？
- 以四元数姿态更新为例，当观察这在i系时，姿态更新算法的四步分别是？写出其公式并解释其含义？
- 总结欧拉角、方向余弦值、四元数及等效旋转矢量四种方法的特点及一般用处。
总结
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