慣性導航技術

全面系統講述慣性導航技術的基本理論以及慣性器件、慣性儀表和慣性導航系統的原理、設計和應用。全書內容分為8章，分別為緒論、慣性導航基礎知識、 陀螺儀、加速度計、陀螺穩定平台與定向裝置、平台式慣性導航系統、捷聯式慣性導航系統、慣性導航技術的應用等。《慣性導航技術》不僅可作為高等學校自動化、導航與控制技術等相關專業的教材或參考書，也對從事慣性導航系統設計、製造、試驗及應用的工程技術人員具有重要參考價值。 ^[1] 

Contents

第1章緒論

1.1基本概念

1.2慣性導航發展

1.3其他導航系統簡介

1.4相關歷史人物簡介

第2章慣性導航的基礎知識

2.1慣性導航基本原理和分類

2.1.1慣性導航基本原理

2.1.2慣性導航系統分類

2.2地球參考橢球和地球重力場特性

2.2.1地球參考橢球

2.2.2垂線、緯度和高程

2.2.3地球參考橢球的曲率半徑

2.2.4地球的重力場

2.2.5地球的運動和磁場

2.3慣性導航常用座標系

2.3.1慣性參考座標系

2.3.2地球座標系

2.3.3地理座標系

2.3.4地平座標系

2.3.5載體座標系

2.4定點轉動剛體的角位置描述

2.4.1平面座標系的旋轉關係

2.4.2用歐拉角描述定點轉動剛體的角位置

2.4.3常用座標系間的變換矩陣

2.5哥氏加速度、絕對加速度、比力

2.5.1哥氏加速度

2.5.2絕對加速度

2.5.3比力

2.6舒勒原理

2.6.1數學擺實現舒勒調諧的原理

2.6.2物理擺實現舒勒調諧的原理

第3章陀螺儀

3.1機械轉子陀螺儀的力學基礎

3.1.1繞定點轉動剛體的動量矩

3.1.2歐拉動力學方程

3.2陀螺儀的自由度和運動特性

3.2.1陀螺儀的自由度

3.2.2陀螺儀的運動

3.2.3陀螺儀的定軸性

3.2.4陀螺儀的進動性

3.2.5陀螺動力效應

3.2.6陀螺儀的表觀進動

3.3陀螺儀數學模型

3.3.1雙自由度陀螺儀數學模型

3.3.2單自由度陀螺儀數學模型

3.3.3振動陀螺儀的數學模型

3.4陀螺儀的分類及發展趨勢

3.4.1陀螺儀的分類

3.4.2陀螺儀的發展趨勢

3.5光學陀螺儀

3.5.1Sagnac效應

3.5.2激光陀螺儀

3.5.3光纖陀螺儀

3.6微機電陀螺儀

3.6.1微機電陀螺儀概述

3.6.2微機電陀螺儀結構及工作原理

3.6.3微機電陀螺儀的微弱信號檢測

3.7陀螺儀的技術指標及漂移分析

3.7.1陀螺儀的技術指標

3.7.2陀螺儀的漂移分析

第4章加速度計

4.1加速度計概述

4.2擺式加速度計的結構原理

4.3石英撓性擺式加速度計

4.4擺式陀螺積分加速度計

4.5石英振梁式加速度計

4.6硅微加速度計

4.7加速度計的數學模型

4.7.1數學模型的分類

4.7.2加速度計的主要參數

4.7.3研究數學模型的意義

4.7.4建立數學模型的一般方法 ^[1] 

4.8加速度計的誤差分析

第5章陀螺穩定平台與定向裝置

5.1單軸陀螺穩定平台

5.1.1單軸陀螺穩定平台基本原理

5.1.2單軸陀螺穩定器的理論分析

5.1.3二自由度液浮陀螺穩定器

5.1.4單自由度液浮陀螺穩定器

5.2三維陀螺穩定平台

5.2.1三軸穩定平台

5.2.2四平衡環系統

5.3慣性定向裝置

5.3.1陀螺地平儀

5.3.2陀螺尋北儀

第6章平台式慣性導航系統

6.1概述

6.2平台式慣性導航系統分類

6.3平台式慣性導航系統原理結構

6.4平台式慣性導航系統的機械編排

6.4.1半解析式指北方位系統的機械編排方程

6.4.2自由方位慣性導航系統簡介

6.4.3遊動方位慣性導航系統簡介

6.4.4解決極區航行的方案

6.4.5高度通道問題

6.5水平控制迴路及其舒勒調諧

6.6平台式慣性導航系統誤差方程

6.6.1地理位置和速度誤差量的定義

6.6.2誤差方程的建立

6.7平台式慣性導航系統誤差分析

6.7.1誤差的週期特性分析

6.7.2系統誤差特性分析

6.8平台式慣性導航系統初始對準

6.8.1初始對準概述

6.8.2指北方位系統的粗對準

6.8.3指北方位系統的精對準

6.9遊動方位慣性導航系統

6.9.1遊動方位系統的機械編排方程

6.9.2遊動方位系統的初始對準

第7章捷聯式慣性導航系統

7.1捷聯式慣性導航系統工作原理

7.1.1捷聯式慣性導航系統原理結構和特點

7.1.2慣性元件的誤差補償原理

7.1.3捷聯式慣性導航系統算法

7.2捷聯式慣性導航系統姿態矩陣更新計算

7.2.1姿態矩陣與姿態角的計算

7.2.2姿態速率的計算

7.2.3姿態矩陣的更新計算 ^[1] 

7.3三通道捷聯式慣性導航系統計算

7.3.1垂直通道的解算

7.3.2三通道捷聯式慣性導航系統的計算

7.4捷聯式慣性導航系統的誤差

7.4.1速度誤差方程和位置誤差方程

7.4.2姿態誤差方程

7.4.3誤差傳播特性

7.5捷聯式慣性導航系統的初始對準

7.5.1粗對準

7.5.2卡爾曼濾波法精對準

7.6捷聯式慣性導航系統的動基座傳遞對準

7.6.1主、子慣性導航系統誤差

7.6.2傳遞對準中的匹配量

第8章慣性導航技術的應用

8.1大地測量

8.2鐵路檢軌

8.3車輛穩定系統

8.4攝像陀螺儀

8.5自動駕駛儀

第9章慣性導航技術實驗

9.1實驗一陀螺儀基本特性實驗

9.1.1實驗目的

9.1.2實驗設備

9.1.3實驗原理

9.1.4實驗步驟

9.1.5實驗數據處理

9.1.6實驗總結

9.2實驗二加速度計基本特性實驗

9.2.1實驗目的

9.2.2實驗設備

9.2.3實驗原理

9.2.4實驗步驟

9.2.5實驗數據處理

9.2.6實驗總結

9.3實驗三電子羅盤實驗

9.3.1實驗目的

9.3.2實驗儀器

9.3.3實驗原理

9.3.4實驗內容與步驟

9.3.5實驗數據處理

9.3.6實驗總結

9.4實驗四捷聯式慣性導航系統定向實驗

9.4.1實驗目的

9.4.2實驗儀器

9.4.3實驗原理

9.4.4實驗內容與步驟

9.4.5實驗數據處理

9.4.6實驗總結

參考文獻 ^[1]