慣性導航原理

第一章 概論 1.1 導航的基本概念 1.2 常見的導航系統(tǒng)類型及基本定位原理 1.2.1 陸標導航 1.2.2 天文導航 1.2.3 無線電導航 1.2.4 衛(wèi)星導航系統(tǒng) 1.2.5 利用測向測速設備的推算導航 1.2.6 組合導航 1.3 慣性導航系統(tǒng)簡介 1.3.1 慣性導航系統(tǒng)基本原理 1.3.2 慣性導航系統(tǒng)的特點及適用范圍 1.3.3 慣性導航的發(fā)展與展望第二章 慣性導航基礎知識 2.1 慣性空間與慣性參照系 2.1.1 慣性空間及物體在慣性空間的運動 2.1.2 慣性參照系 2.1.3 物體在非慣性參照系中的運動 2.2 地球參考橢球和重力場 2.2.1 地球的形狀與參考橢球 2.2.2 參考橢球的曲率半徑 2.2.3 垂線及緯度的定義 2.2.4 地球的重力場 2.3 計時標準及地球自轉(zhuǎn)角速度 2.4 慣性導航中常用的坐標系 2.4.1 慣性坐標系(簡稱i系) 2.4.2 確定載體相對地球位置的坐標系 2.4.3 與載體位置或慣導系統(tǒng)本身有關的坐標系 2.5 三維直角坐標系間的角度關系與方向余弦矩陣 2.5.1 方向余弦矩陣的定義與性質(zhì) 2.5.2 根據(jù)歐拉角求取方向余弦矩陣 2.5.3 方向余弦矩陣的微分第三章 慣性元件——陀螺儀與加速度計 3.1 轉(zhuǎn)子陀螺儀力學基礎 3.1.1 定點轉(zhuǎn)動剛體的動量矩 3.1.2 動量矩定理 3.2 陀螺儀基本特性 3.2.1 陀螺儀的一般原理結(jié)構 3.2.2 二自由度陀螺儀的運動特性 3.2.3 二自由度陀螺儀的運動微分方程與傳遞函數(shù) 3.2.4 陀螺儀的進動與章動 3.2.5 單自由度陀螺儀的運動特性及傳遞函數(shù) 3.3 常用陀螺儀簡介 3.3.1 液浮積分陀螺儀 3.3.2 二自由度液浮陀螺儀 3.3.3 撓性陀螺儀 3.4 加速度計測量比力的原理與常用的加速度計 3.4.1 比力的概念 3.4.2 加速度計對比力的測量 3.4.3 擺式加速度計 3.4.4 撓性加速度計 3.5 陀螺儀和加速度計的誤差及模型 3.5.1 陀螺儀誤差及數(shù)學模型 3.5.2 加速度計的數(shù)學模型 3.5.3 陀螺儀和加速度計的數(shù)學模型在慣性導航中的應用第四章 陀螺穩(wěn)定平臺 4.1 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)概述 4.1.1 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念 4.1.2 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的分類 4.2 單軸積分陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)及其幾何穩(wěn)定狀態(tài) 4.2.1 組成與穩(wěn)定原理 4.2.2 幾何穩(wěn)定狀態(tài)分析 4.2.3 單軸陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的校正問題 4.3 積分陀螺儀輸出軸上干擾力矩對系統(tǒng)的影響及陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的修正 原理 4.3.1 積分陀螺儀輸出軸上干擾力矩對穩(wěn)定系統(tǒng)的影響 4.3.2 單軸積分陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的修正原理 4.4 三軸陀螺穩(wěn)定平臺 4.4.1 三環(huán)式三軸平臺的結(jié)構 4.4.2 研究三軸平臺的坐標系 4.4.3 基座和環(huán)架軸的轉(zhuǎn)動運動到平臺臺體的傳遞 4.4.4 三軸平臺的幾何穩(wěn)定狀態(tài) 4.4.5 三軸平臺的修正 4.5 用二自由度陀螺儀構成的陀螺穩(wěn)定平臺 4.5.1 用二自由度陀螺儀構成的單軸陀螺穩(wěn)定平臺 4.5.2 用二自由度陀螺儀構成三軸平臺的結(jié)構特點第五章 平臺式慣性導航系統(tǒng)原理 5.1 慣導系統(tǒng)的分類及平臺式慣導的基本問題 5.1.1 慣導的分類 5.1.2 平臺式慣導的組成及基本問題 5.2 比力方程 5.2.1 預備知識：哥式定理 5.2.2 絕對加速度的分解 5.2.3 比力方程 5.3 指北方位慣性導航系統(tǒng)基本原理 5.3.1 指北方位慣性導航系統(tǒng)的定位原理 5.3.2 平臺的穩(wěn)定及跟蹤地理坐標系 5.3.3 指北方位慣導的控制方程 5.3.4 指北方位慣導的高度通道問題 5.3.5 指北方位慣導系統(tǒng)的特點 5.4 自由方位慣性導航系統(tǒng)及其力學編排方程 5.4.1 自由方位慣導的方案特點 5.4.2 自由方位慣導系統(tǒng)的力學編排 5.5 游動方位慣性導航系統(tǒng)及其力學編排方程 5.5.1 游動方位慣導系統(tǒng)的特點 5.5.2 游動方位系統(tǒng)的力學編排方程 5.5.3 方案評述第六章 無阻尼指北方位慣性導航的誤差分析 6.1 無阻尼指北方位慣導的基本方程與誤差方程 6.1.1 無阻尼指北方位慣導系統(tǒng)的基本方程 6.1.2 阻尼指北方位慣導的誤差方程 6.2 無阻尼指北方位慣導系統(tǒng)誤差分析 6.2.1 指北方位慣導誤差的周期性分析 6.2.2 誤差的傳遞矩陣 6.2.3 各種誤差源對無阻尼指北方位慣導系統(tǒng)誤差的影響 6.3 重力異常對指北方位慣導誤差的影響 6.3.1 重力異常問題 6.3.2 重力異常情況下平臺式指北方位慣導誤差方程的建立 6.3.3 重力異常對平臺式指北方位慣導誤差的影響 6.3.4 重力異常的水平分量影響的消除方案 6.4 慣導誤差的計算機模擬 6.4.1 誤差遞推計算方程——誤差狀態(tài)方程的離散化 6.4.2 誤差源的模擬 6.4.3 載體運動模擬 6.4.4 計算機模擬的程序編排 第七章 慣性導航系統(tǒng)的阻尼 7.1 慣導阻尼問題的提出 7.2 水平阻尼 7.2.1 水平校正網(wǎng)絡的引入和確定方法 7.2.2 三通道指北方位慣導的水平阻尼及基本方程 7.2.3 水平阻尼指北方位慣導的誤差特點 7.3 外速度補償?shù)乃阶枘釕T導 7.3.1 載體加速度對內(nèi)水平阻尼慣導的影響 7.3.2 有外速度補償時的情況 7.3.3 外速度補償水平阻尼慣導的基本方程 7.4 方位阻尼 7.4.1 方位阻尼的方案 7.4.2 全阻尼慣導的基本方程、誤差方程及特征根 7.4.3 方位阻尼網(wǎng)絡的選擇 7.4.4 指北方位慣導的五種工作狀態(tài)及阻尼問題小結(jié) 7.5 指北方位慣導的統(tǒng)一方程 7.5.1 指北方位慣導五種導航工作狀態(tài)的統(tǒng)一控制方程 7.5.2 用一階微分方程組實現(xiàn)阻尼網(wǎng)絡 7.5.3 指北方位慣導的統(tǒng)一基本方程及系統(tǒng)仿真第八章 指北方位慣性導航系統(tǒng)的初始對準與綜合校正 8.1 概述 8.2 平臺初始粗對準 8.2.1 水平粗對準原理 8.2.2 方位粗對準 8.3 指北方位慣導系統(tǒng)的水平精對準 8.3.1 水平精對準方案 8.3.2 水平精對準回路的參數(shù)選擇方法 8.3.3 用統(tǒng)一的慣導模型實現(xiàn)水平精對準 8.4 方位精對準 8.4.1 羅經(jīng)回路法方位對準的原理 8.4.2 羅經(jīng)回路的參數(shù)設計 8.4.3 用統(tǒng)一的慣導模型實現(xiàn)羅經(jīng)回路法方位精對準 8.4.4 陀螺漂移的測定與計算方位對準法 8.5 運用卡爾曼濾波的初始對準方法 8.5.1 用于慣導初始對準的卡爾曼濾波方案 8.5.2 利用卡爾曼濾波估計狀態(tài)的特點 8.6 慣導的校正與組合式慣性導航系統(tǒng) 8.6.1 慣導校正的有效途徑——組合式慣性導航系統(tǒng) 8.6.2 用卡爾曼濾波器的估值校正慣導的結(jié)構形式 8.6.3 組合式慣導系統(tǒng)介紹——INS／GPS組合導航系統(tǒng)參考文獻