详细描述

提供姿态计算相关功能

提供了姿态计算以及相互转换相关功能，包括：

四元数
欧拉角
轴角
旋转矩阵

类
class	ast::AttitudeAircraftZDown

class	ast::AttitudeAlignConstrain

class	ast::AttitudeCbiVelSun

class	ast::AttitudeECFVelRadial

class	ast::AttitudeECFVVLH

class	ast::AttitudeECIVVLH

class	ast::AttitudeFixed

class	ast::AttitudeMissile

class	ast::AttitudeNadirNormal

class	ast::AttitudeSpinning

class	ast::AttitudeSunPointing

class	ast::AttitudeSunPointingEclpNormal

class	ast::AttitudeYPRFixedECI

class	ast::AngleAxis

class	ast::Euler

class	ast::Quaternion

类型定义
using	ast::AttitudeProfile = Axes

函数
A_ALWAYS_INLINE Quaternion	ast::aMatrixToQuat (const Matrix3d &mtx)

A_ALWAYS_INLINE Matrix3d	ast::aEuler323ToMatrix (const Euler &euler)

A_ALWAYS_INLINE Matrix3d	ast::aEuler313ToMatrix (const Euler &euler)

A_ALWAYS_INLINE Matrix3d	ast::aRotationZMatrix (double angle)

A_ALWAYS_INLINE Matrix3d	ast::aRotationXMatrix (double angle)

errc_t	ast::aRotationMatrix (double angle, int axis, Matrix3d &mtx)

void	ast::aRotationXMatrix (double angle, Matrix3d &mtx)

void	ast::aRotationYMatrix (double angle, Matrix3d &mtx)

void	ast::aRotationZMatrix (double angle, Matrix3d &mtx)

void	ast::aQuatToMatrix (const Quaternion &quat, Matrix3d &mtx)

void	ast::aMatrixToQuat (const Matrix3d &mtx, Quaternion &quat)

errc_t	ast::aMatrixToEuler (const Matrix3d &mtx, int seq, Euler &euler)

errc_t	ast::aEulerToMatrix (const Euler &euler, int seq, Matrix3d &mtx)

errc_t	ast::_aEulerToMatrix (const Euler &euler, int seq, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler32ToMatrix (const array2d &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler31ToMatrix (const array2d &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aMatrixToEuler123 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler132 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler213 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler231 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler312 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler321 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler121 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler131 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler212 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler232 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler313 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aMatrixToEuler323 (const Matrix3d &mtx, Euler &euler)

void	ast::aEuler123ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler132ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler213ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler231ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler312ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler321ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler121ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler131ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler212ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler232ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler313ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

void	ast::aEuler323ToMatrix (const Euler &euler, Matrix3d &mtx)

errc_t	ast::aEulerToQuat (const Euler &euler, int seq, Quaternion &quat)

errc_t	ast::aQuatToEuler (const Quaternion &quat, int seq, Euler &euler)

void	ast::aQuatToAngleAxis (const Quaternion &quat, AngleAxis &aa)

void	ast::aAngleAxisToQuat (const AngleAxis &aa, Quaternion &quat)

void	ast::aAngleAxisToMatrix (const AngleAxis &aa, Matrix3d &mtx)

void	ast::aMatrixToAngleAxis (const Matrix3d &mtx, AngleAxis &aa)

void	ast::aQuatAverageAngularVelocity (const Quaternion &q1, const Quaternion &q2, double dt, Vector3d &angvel)

A_ALWAYS_INLINE Vector3d	ast::aQuatAverageAngularVelocity (const Quaternion &q1, const Quaternion &q2, double dt)

errc_t	ast::aAlignConstrainTransform (const Vector3d &axesVector1, const Vector3d &refVector1, const Vector3d &axesVector2, const Vector3d &refVector2, Rotation &rotation)

errc_t	ast::aAlignConstrainTransform (const Vector3d &axesVector1, const Vector3d &refVector1, const Vector3d &refRate1, const Vector3d &axesVector2, const Vector3d &refVector2, const Vector3d &refRate2, KinematicRotation &rotation)

Quaternion	ast::aQuatProduct (const Quaternion &q1, const Quaternion &q2)

函数说明

◆ aAlignConstrainTransform() [1/2]

AST_MATH_API errc_t ast::aAlignConstrainTransform	(	const Vector3d &	axesVector1,
		const Vector3d &	refVector1,
		const Vector3d &	axesVector2,
		const Vector3d &	refVector2,
		Rotation &	rotation )

双矢量定姿（Aligned and Constrained）——只求姿态

两对向量确定一个姿态，即 Aligned and Constrained 姿态类型。第一对为「对齐」对：本体系固定向量 axesVector1 与参考向量 refVector1 严格重合；第二对为「约束」对：本体系固定向量 axesVector2 在垂直于 axesVector1 的方向上被约束到参考向量 refVector2，即 axesVector2 落在 refVector1 与 refVector2 张成的平面内

参数

axesVector1	对齐向量，分量在本体系(待求轴系)下
refVector1	对齐参考向量，分量在参考系下
axesVector2	约束向量，分量在本体系(待求轴系)下
refVector2	约束参考向量，分量在参考系下
rotation	输出：参考系分量到本体系分量的旋转，与 Axes::getTransform 的约定一致

返回: 错误码；出现退化（零向量，或两向量平行）时返回 eErrorInvalidParam，并将 rotation 置为单位旋转

参见: aAlignConstrainTransform(const Vector3d&, const Vector3d&, const Vector3d&, const Vector3d&, const Vector3d&, const Vector3d&, KinematicRotation&)

◆ aAlignConstrainTransform() [2/2]

AST_MATH_API errc_t ast::aAlignConstrainTransform	(	const Vector3d &	axesVector1,
		const Vector3d &	refVector1,
		const Vector3d &	refRate1,
		const Vector3d &	axesVector2,
		const Vector3d &	refVector2,
		const Vector3d &	refRate2,
		KinematicRotation &	rotation )

双矢量定姿（Aligned and Constrained）——姿态与角速度

与上方的重载相同，区别在于需要额外提供两个参考向量的时间变化率，由参考向量对的三轴正交化过程解析地求出姿态角速度。

参数

axesVector1	对齐向量，分量在本体系(待求轴系)下
refVector1	对齐参考向量，分量在参考系下
refRate1	对齐参考向量的时间变化率，分量在参考系下
axesVector2	约束向量，分量在本体系(待求轴系)下
refVector2	约束参考向量，分量在参考系下
refRate2	约束参考向量的时间变化率，分量在参考系下
rotation	输出：参考系到本体系的运动学旋转

参见: KinematicRotation

返回: 错误码；出现退化（零向量，或两向量平行）时返回 eErrorInvalidParam，并将 rotation 置为单位旋转

注解: 角速度只由参考向量对及其变化率决定，与本体系的固定向量 axesVector1、axesVector2 无关

◆ aAngleAxisToMatrix()

AST_MATH_CAPI void ast::aAngleAxisToMatrix	(	const AngleAxis &	aa,
		Matrix3d &	mtx )

轴角转矩阵

参数

aa	轴角
mtx	矩阵

◆ aAngleAxisToQuat()

AST_MATH_CAPI void ast::aAngleAxisToQuat	(	const AngleAxis &	aa,
		Quaternion &	quat )

轴角转四元数

参数

aa	轴角
quat	四元数

◆ aEulerToMatrix()

AST_MATH_CAPI errc_t ast::aEulerToMatrix	(	const Euler &	euler,
		int	seq,
		Matrix3d &	mtx )

欧拉角转矩阵

参数

euler
seq
mtx

返回

◆ aEulerToQuat()

AST_MATH_CAPI errc_t ast::aEulerToQuat	(	const Euler &	euler,
		int	seq,
		Quaternion &	quat )

欧拉角转四元数

参数

euler	欧拉角
seq	转序
quat	四元数

返回

◆ aMatrixToAngleAxis()

AST_MATH_CAPI void ast::aMatrixToAngleAxis	(	const Matrix3d &	mtx,
		AngleAxis &	aa )

矩阵转轴角

参数

mtx	矩阵
aa	轴角

◆ aMatrixToEuler()

AST_MATH_CAPI errc_t ast::aMatrixToEuler	(	const Matrix3d &	mtx,
		int	seq,
		Euler &	euler )

矩阵转欧拉角

参数

mtx	矩阵
seq	转序
euler	欧拉角如果旋转顺序为ABC，angle2在区间[-PI/2, PI/2]，其他两个角在区间[-PI,PI] 如果旋转顺序为ABA，angle2在区间[0, PI]，其他两个角在区间[-PI,PI]

返回

◆ aMatrixToQuat() [1/2]

A_ALWAYS_INLINE Quaternion ast::aMatrixToQuat ( const Matrix3d & mtx )

矩阵转四元数

参数

mtx 旋转矩阵

返回: 四元数

◆ aMatrixToQuat() [2/2]

AST_MATH_CAPI void ast::aMatrixToQuat	(	const Matrix3d &	mtx,
		Quaternion &	quat )

矩阵转四元数

参数

mtx
quat

◆ aQuatAverageAngularVelocity() [1/2]

A_ALWAYS_INLINE Vector3d ast::aQuatAverageAngularVelocity	(	const Quaternion &	q1,
		const Quaternion &	q2,
		double	dt )

由两个姿态四元数求平均角速度

参数

q1	起始时刻的姿态四元数（参考系 -> 本体系），假设已归一化
q2	结束时刻的姿态四元数（参考系 -> 本体系），假设已归一化
dt	时间间隔，单位 s

参见: aQuatAverageAngularVelocity(const Quaternion&, const Quaternion&, double, Vector3d&)

◆ aQuatAverageAngularVelocity() [2/2]

AST_MATH_API void ast::aQuatAverageAngularVelocity	(	const Quaternion &	q1,
		const Quaternion &	q2,
		double	dt,
		Vector3d &	angvel )

由两个姿态四元数求平均角速度

已知参考系下两个时刻的姿态四元数 q1、q2（均为「参考系 -> 本体系」的旋转），求本体系相对参考系在 dt 内的平均角速度。记增量旋转为 dq，其轴角给出平均旋转轴与转角，转角除以 dt 即平均角速率。 dt 足够小时，结果收敛于瞬时角速度。

参数

q1	起始时刻的姿态四元数（参考系 -> 本体系），假设已归一化
q2	结束时刻的姿态四元数（参考系 -> 本体系），假设已归一化
dt	时间间隔，单位 s
angvel	输出：平均角速度，分量为参考系(父系)分量，与 KinematicRotation::getRotationRate 的约定一致

注解: 只有两个采样点时无法分辨转角与其补角，转角一律取小于 180 度的短弧，故单步转角接近或超过 180 度时结果不唯一（符号会反转）。; 需要本体系分量时，对结果再做一次逆变换：Rotation(q1).transformVector(angvel)。

◆ aQuatProduct()

Quaternion ast::aQuatProduct	(	const Quaternion &	q1,
		const Quaternion &	q2 )

inline

四元数乘积

参数

q1	四元数1
q2	四元数2

返回: 四元数乘积

◆ aQuatToAngleAxis()

AST_MATH_CAPI void ast::aQuatToAngleAxis	(	const Quaternion &	quat,
		AngleAxis &	aa )

四元数转轴角

参数

quat	四元数
aa	轴角

◆ aQuatToEuler()

AST_MATH_CAPI errc_t ast::aQuatToEuler	(	const Quaternion &	quat,
		int	seq,
		Euler &	euler )

四元数转欧拉角

参数

quat	四元数
seq	转序
euler	欧拉角

返回

◆ aQuatToMatrix()

AST_MATH_CAPI void ast::aQuatToMatrix	(	const Quaternion &	quat,
		Matrix3d &	mtx )

四元数转矩阵

参数

quat
mtx

◆ aRotationMatrix()

AST_MATH_CAPI errc_t ast::aRotationMatrix	(	double	angle,
		int	axis,
		Matrix3d &	mtx )

坐标旋转矩阵

参数

angle	旋转角度（弧度）
axis	旋转轴（1:X轴, 2:Y轴, 3:Z轴）
mtx	输出矩阵

◆ aRotationXMatrix()

AST_MATH_CAPI void ast::aRotationXMatrix	(	double	angle,
		Matrix3d &	mtx )

绕X轴坐标旋转矩阵

参数

angle	旋转角度（弧度）
mtx	输出矩阵

◆ aRotationYMatrix()

AST_MATH_CAPI void ast::aRotationYMatrix	(	double	angle,
		Matrix3d &	mtx )

绕Y轴坐标旋转矩阵

参数

angle	旋转角度（弧度）
mtx	输出矩阵

◆ aRotationZMatrix()

AST_MATH_CAPI void ast::aRotationZMatrix	(	double	angle,
		Matrix3d &	mtx )

绕Z轴坐标旋转矩阵

参数

angle	旋转角度（弧度）
mtx	输出矩阵

详细描述

类

类型定义

函数

函数说明

◆ aAlignConstrainTransform() [1/2]

◆ aAlignConstrainTransform() [2/2]

◆ aAngleAxisToMatrix()

◆ aAngleAxisToQuat()

◆ aEulerToMatrix()

◆ aEulerToQuat()

◆ aMatrixToAngleAxis()

◆ aMatrixToEuler()

◆ aMatrixToQuat() [1/2]

◆ aMatrixToQuat() [2/2]

◆ aQuatAverageAngularVelocity() [1/2]

◆ aQuatAverageAngularVelocity() [2/2]

◆ aQuatProduct()

◆ aQuatToAngleAxis()

◆ aQuatToEuler()

◆ aQuatToMatrix()

◆ aRotationMatrix()

◆ aRotationXMatrix()

◆ aRotationYMatrix()

◆ aRotationZMatrix()