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引论 1

第1章 惯性导航系统的误差分析与计算 9

1.1 引言 9

1.2 导航计算中的坐标系 10

1.3 Foucault陀螺仪 13

1.4 摆式陀螺罗经 15

1.5 Schuler周期 17

1.6 惯性导航系统闭环控制的特点 18

1.7 液浮积分陀螺仪 20

1.8 静电陀螺仪 22

1.9 挠性陀螺仪 25

1.10 激光陀螺仪 26

1.11 光纤陀螺仪 29

1.12 平台式惯性导航系统 32

1.13 惯性导航系统的机械编排方程 34

1.14 平台式惯性导航系统的误差传播方程 36

1.15 惯性导航系统误差的传播特性 38

1.16 捷联式惯性导航系统 39

1.17 本章小结 41

参考文献 43

第2章 卫星／惯性组合导航系统 45

2.1 引言 45

2.2 全球导航卫星系统 47

2.3 卫星导航的定位方法 52

2.4 计程仪的定位精度 57

2.5 无线电导航的定位精度 58

2.6 惯性导航系统的定位精度 60

2.7 不同组合深度的GPS/INS导航系统 61

2.8 本章小结 67

参考文献 68

第3章 最优估计理论与导航系统的误差控制 70

3.1 引言 70

3.2 Weiner滤波理论与积分方程 72

3.3 连续的Kalman滤波方程 75

3.4 离散的Kalman滤波方程 80

3.5 Kalman滤波器的稳定性 83

3.6 Kalman滤波器的发散 84

3.7 防止Kalman滤波器发散的方法 86

3.8 平方根滤波器 87

3.9 自适应的Kalman滤波器 90

3.10 自适应Kalman滤波器的计算方程 91

3.11 Kalman滤波器的工程设计方法 93

3.12 简化的自适应Kalman滤波器 97

3.13 本章小结 98

参考文献 100

4.1 引言 102

第4章 惯性测量与定位定向系统 102

4.2 惯性测量系统的技术要求 104

4.3 液浮陀螺定位定向系统 106

4.4 清华大学“GWX-1”型快速定位定向系统 113

4.5 静电陀螺大地测量系统 117

4.6 激光陀螺定位定向系统 121

4.7 惯性测量系统的动态校准 122

4.8 重力测量与重力梯度仪 128

4.9 惯性测量系统的误差模型及Kalman滤波器 129

4.10 本章小结 131

参考文献 133

第5章 静电陀螺仪的结构、工艺与支承系统 135

5.1 引言 135

5.2 静电陀螺仪的结构与关键技术 136

5.3 真空环境中电场的击穿强度 138

5.4 转子的结构 140

5.5 转子的工艺 143

5.6 空心转子与实心转子的比较 146

5.7 支承电极的结构 148

5.8 支承电极的工艺 149

5.9 测量转子位移的电容电桥 150

5.10 具有变模式控制的静电支承系统 152

5.11 本章小结 158

参考文献 159

第6章 静电陀螺仪漂移误差的测试与模型辨识 161

6.1 引言 161

6.2 在导航系统中静电陀螺仪漂移误差模型的辨识方法 162

6.3 船用监控器中静电陀螺仪的漂移误差模型及其辨识方法 165

6.4 静电干扰力矩产生的机理 165

6.5 静电陀螺仪漂移误差的数学模型 168

6.6 双轴伺服转台测试系统与实验设计 169

6.7 采用曲线啮合法计算静电陀螺仪的各项漂移误差系数 170

6.8 静电陀螺仪的力矩测量系统 172

6.9 静电陀螺仪伺服法测试的研究 180

6.10 静电陀螺仪随机性误差模型的初步研究 184

6.11 本章小结 189

参考文献 191

第7章 静电陀螺导航系统与空间定向系统 193

7.1 引言 193

7.2 中国721型静电陀螺航姿系统的结构 195

7.3 721型静电陀螺平台的稳定回路 198

7.4 721型静电陀螺航姿系统的飞行试验 203

7.5 美国SPN型静电陀螺平台的结构 203

7.6 SPN型静电陀螺平台的稳定回路 206

7.7 SPN型静电陀螺导航系统 208

7.8 美国Stanford大学的GP-B型静电陀螺仪 214

7.9 GP-B型卫星的结构与控制 220

7.10 俄国的实心转子静电陀螺仪 222

7.11 本章小结 228

参考文献 230

第8章 精密组合机床的光学调整方法 232

8.1 引言 232

8.2 技术要求 233

8.3 双轴组合机床的光学调整方法 235

8.4 #1型同心度光学调整仪的研制与实验研究 238

8.5 #2型同心度光学调整仪的研制与实验研究 241

8.6 四轴组合机床光学调整仪的研制与实验研究 244

8.7 本章小结 246

参考文献 247

第9章 激光陀螺仪的误差分析与控制技术 248

9.1 引言 248

9.2 无源腔Sagnac干涉仪 250

9.3 美国Sperry公司的激光陀螺仪实验装置 252

9.4 有源腔Sagnac干涉仪 253

9.5 德国飞行制导研究所的激光陀螺仪实验装置 256

9.6 俄国棱镜式激光陀螺仪的结构与性能 259

9.7 光束几何位置变化造成的激光陀螺仪误差 262

9.8 谐振腔内光束几何位置与光程长度的控制 269

9.9 闭锁阈值造成的激光陀螺仪误差 272

9.10 开环抖动偏频的激光陀螺仪 277

9.11 闭环抖动偏频的激光陀螺仪 278

9.12 抖动偏频激光陀螺仪的高频读出系统 279

9.13 激光陀螺仪的性能测试与误差模型 288

9.14 激光陀螺导航系统的校准 289

9.15 本章小结 294

参考文献 295

10.1 引言 298

第10章 光纤陀螺仪的系统结构与误差分析 298

10.2 无源腔的谐振型光纤陀螺仪 299

10.3 Brillouin光纤陀螺仪 302

10.4 干涉型光纤陀螺仪的“最小互易结构” 307

10.5 消偏的干涉型光纤陀螺仪 309

10.6 开环干涉型光纤陀螺仪的读出系统 311

10.7 闭环干涉型光纤陀螺仪的控制回路 316

10.8 干涉型光纤陀螺仪的偏振误差 320

10.9 干涉型光纤陀螺仪的调制误差 323

10.11 光源和探测器噪声造成的光纤陀螺仪误差 325

10.10 干涉型光纤陀螺仪的温度和振动误差 325

10.12 模块化的干涉型光纤陀螺仪 327

10.13 中、低精度的干涉型光纤陀螺仪 330

10.14 高精度的干涉型光纤陀螺仪 332

10.15 本章小结 337

参考文献 338

第11章 微型光学陀螺仪的探索性研究 341

11.1 引言 341

11.2 目前小型化光学陀螺仪产品的水平 342

11.3 微型光学陀螺仪的研制状况 344

11.4 集成光路环形腔的设计与工艺研究 345

11.5 谐振型微型光学陀螺仪系统结构的研究 353

11.6 干涉型微型光学陀螺仪系统结构的研究 359

11.7 超短脉冲固态激光陀螺仪的研究 366

11.8 法国LETI研究所的微型光学陀螺芯片 372

11.9 美国Sandia国家实验室的微型光学陀螺集成光电子芯片 374

11.10 美国Honeywell公司的微型光学陀螺芯片 377

11.11 本章小结 378

参考文献 380

附录A 导航技术研究工作50年 384