惯性导航系统原理
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天津西青
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作者赵玉新 等 编
出版社科学出版社
ISBN9787030786289
出版时间2024-05
装帧平装
开本16开
定价79元
货号1203407970
上书时间2024-11-06
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商品详情
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目录
基础篇
第1章 惯性导航简介 1
1.1 导航概念与导航定位方法简介 1
1.1.1 导航定位几何原理 2
1.1.2 常用导航定位方法 4
1.2 惯性技术简介 18
1.2.1 惯性技术的由来 18
1.2.2 惯性技术应用上的重大历史事件 20
第2章 惯性导航基础知识 23
2.1 地球形状与重力场特征 23
2.1.1 地球的形状 23
2.1.2 地球参考椭球的曲率半径 25
2.1.3 地球自转角速度 26
2.1.4 地球重力场特征 27
2.1.5 经度与纬度的定义 29
2.2 坐标系及其转换关系 30
2.2.1 常用坐标系定义 30
2.2.2 坐标系间的相互关系及坐标变换 37
2.3 惯性导航系统基本构成 43
2.3.1 陀螺仪 43
2.3.2 加速度计 48
2.3.3 惯性稳定平台 53
第3章 平台式惯性导航系统工作原理 57
3.1 惯性导航系统基本原理 57
3.1.1 舒勒原理 57
3.1.2 三轴惯性稳定平台 60
3.1.3 当地水平固定指北惯性导航系统 62
3.1.4 当地水平固定指北惯性导航系统高度通道 64
3.2 当地水平固定指北惯性导航系统工作原理分析 68
3.2.1 控制方程 68
3.2.2 运动方程 71
3.3 当地水平固定指北惯性导航系统误差特性 75
3.3.1 常见误差源 75
3.3.2 系统误差方程 76
3.3.3 误差源影响分析 83
第4章 捷联式惯性导航系统工作原理 95
4.1 捷联式惯性导航系统基本工作原理 95
4.2 捷联式惯性导航系统更新算法 96
4.2.1 姿态更新算法 96
4.2.2 速度更新算法 105
4.2.3 位置更新算法 106
4.3 捷联式惯性导航系统误差方程 106
4.3.1 姿态误差方程 107
4.3.2 速度误差方程 109
4.3.3 位置误差方程 110
4.3.4 误差特性分析 111
4.4 捷联式惯性导航系统数字模拟器 111
4.4.1 陀螺仪仿真器数学模型 112
4.4.2 加速度计仿真器数学模型 114
提高篇
第5章 惯性导航系统初始对准技术 116
5.1 捷联式惯性导航系统粗对准方法 117
5.1.1 解析式粗对准原理 117
5.1.2 惯性系粗对准原理 121
5.1.3 基于外速度辅助的惯性系动基座粗对准原理 123
5.2 基于经典控制理论的罗经精对准方法 126
5.2.1 水平精对准原理 126
5.2.2 罗经方位精对准原理 130
5.2.3 捷联罗经对准算法 131
5.3 基于现代估计理论的卡尔曼滤波精对准方法 134
5.3.1 卡尔曼滤波原理 135
5.3.2 基于卡尔曼滤波的精对准方法 141
5.4 仿真实验与分析 146
5.4.1 解析式粗对准仿真实验 146
5.4.2 惯性系粗对准仿真实验 148
5.5 案例分析 149
5.5.1 实验条件 149
5.5.2 实验结果分析 150
第6章 惯性导航系统标定技术 152
6.1 标定技术概述 152
6.1.1 标定技术的概念与分类 152
6.1.2 惯性测试设备 153
6.1.3 惯性测试环境 155
6.1.4 惯性器件标定模型 156
6.2 标定误差对惯性导航系统的影响 158
6.2.1 标度因数误差对惯性导航系统的影响 158
6.2.2 安装误差的标定误差对惯性导航系统的影响 160
6.2.3 零位误差的标定误差对惯性导航系统的影响 161
6.3 分立式标定方法 162
6.3.1 速率试验 163
6.3.2 位置试验 165
6.4 系统级标定方法 167
6.4.1 系统观测量与标定参数关系的建立 168
6.4.2 标定位置编排方案 168
6.4.3 误差分离原理 169
6.4.4 系统级标定算法设计 175
6.5 案例分析 177
6.5.1 速率试验 178
6.5.2 位置试验 178
6.5.3 标定试验结果验证 180
第7章 阻尼惯性导航系统分析 181
7.1 水平阻尼 181
7.1.1 水平阻尼原理 181
7.1.2 水平阻尼网络设计方法 183
7.1.3 水平阻尼惯性导航系统方程 185
7.1.4 水平阻尼惯性导航系统误差特性分析 187
7.2 基于外速度补偿的阻尼惯性导航系统 187
7.3 方位阻尼 190
7.3.1 方位阻尼原理 191
7.3.2 方位阻尼网络设计 193
7.3.3 全阻尼惯性导航系统方程 195
7.3.4 全阻尼惯性导航系统误差特性分析 196
7.3.5 惯性导航系统五种工作状态 199
7.4 案例分析 200
7.4.1 实验条件 200
7.4.2 实验结果分析 201
第8章 旋转调制型惯性导航系统分析 205
8.1 旋转调制型捷联式惯性导航系统基本原理 205
8.1.1 旋转调制基本原理 206
8.1.2 旋转调制误差源分类 207
8.2 单轴旋转调制技术 208
8.2.1 单轴旋转调制方案概述 209
8.2.2 单轴转位方案的误差特性 209
8.3 双轴旋转调制技术 213
8.3.1 双轴旋转调制方案概述 213
8.3.2 双轴转位方案的误差特性 216
第9章 极区惯性导航技术 228
9.1 当地水平固定指北惯性导航系统极区工作性能 229
9.2 极区常用惯性导航系统机械编排 230
9.2.1 自由方位惯性导航系统机械编排 230
9.2.2 游动方位惯性导航系统机械编排 233
9.3 横坐标系捷联式惯性导航系统极区导航原理 235
9.3.1 横坐标系统建立 235
9.3.2 横坐标系统中各导航参数转化关系 236
9.3.3 横坐标系捷联式惯性导航系统机械编排 239
9.4 横坐标系捷联式惯性导航系统误差特性 241
9.4.1 横坐标系捷联式惯性导航系统误差方程 241
9.4.2 横坐标系捷联式惯性导航系统误差特性分析 244
9.5 仿真实验与分析 252
附录Ⅰ 哥氏定理 255
附录Ⅱ 龙格-库塔算法 257
参考文献 259
内容摘要
本书系统全面地介绍惯性导航技术相关概念、惯性导航系统工作原理以及关键技术。全书分为两部分，共9章：第一部分（基础篇）包括4章，分别是惯性导航简介、惯性导航基础知识、平台式惯性导航系统工作原理以及捷联式惯性导航系统工作原理；第二部分（提高篇）包括5章，分别是惯性导航系统初始对准技术、惯性导航系统标定技术、阻尼惯性导航系统分析、旋转调制型惯性导航系统分析以及极区惯性导航技术。基础篇注重惯性导航技术基本概念、基础知识以及基本原理的学习，提高篇涵盖了可以提高惯性导航系统性能的关键技术，能满足更高层次的学习需求。书中附有丰富的演示动画、程序代码以及思考题与实践题，可以帮助读者更好地理解本书内容。
本书可作为高等学校导航、制导与控制，测控技术与仪器等相关专业高年级本科生、研究生的教材和参考书，也可以供从事相关专业领域科研的工程技术人员阅读参考。
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