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第1章 惯性技术基础知识 1

1.1地球参考椭球及地球重力场特性 1

1.1.1地球的形状 1

1.1.2垂线、纬度、高程的定义 3

1.1.3地球重力场特性 4

1.2载体的空间位置和姿态的描述 5

1.2.1常用坐标系 5

1.2.2刚体的空间角位置描述 8

1.2.3坐标系之间的变换、载体位置、姿态和方位的确定 12

1.3.动量矩、动量矩定理及欧拉动力学方程 14

1.3.1动量矩及动量矩定理 14

1.3.2刚体定点转动的欧拉动力学方程 16

1.4哥氏加速度、绝对加速度和比力 17

1.4.1哥氏加速度 17

1.4.2绝对加速度 19

1.4.3比力和有害加速度 21

1.5舒勒原理 25

1.5.1数学摆跟踪垂线的舒勒原理 25

1.5.2物理摆跟踪垂线的舒勒原理 26

思考与练习 28

第2章 惯性敏感元件 29

2.1陀螺仪 29

2.1.1陀螺效应 30

2.1.2陀螺仪的分类与发展趋势 36

2.2力学陀螺仪的数学模型 40

2.2.1二自由度陀螺仪的数学模型 40

2.2.2单自由度陀螺仪的数学模型 47

2.2.3振动陀螺仪的数学模型 51

2.3光学陀螺仪 54

2.3.1激光陀螺仪 54

2.3.2光纤陀螺仪 58

2.4陀螺仪的技术指标及漂移分析 60

2.4.1陀螺仪的技术指标 60

2.4.2陀螺仪的漂移分析及其模型分类 60

2.5加速度计 63

2.5.1摆式加速度计的构成和工作原理 63

2.5.2摆式陀螺积分加速度计 65

2.5.3加速度计的主要参数及静态误差数学模型 66

2.5.4加速度计的原理性误差 66

思考与练习 68

第3章 陀螺稳定平台与定向装置 69

3.1一维稳定器 69

3.1.1单轴动力陀螺稳定器基本原理 70

3.1.2二自由度液浮陀螺组成的稳定器 75

3.1.3单自由度液浮陀螺组成的稳定器 76

3.2三维稳定平台 79

3.2.1三轴稳定平台 79

3.2.2四平衡环系统 81

3.3惯性定向装置 83

3.3.1陀螺地平仪（陀螺垂直仪） 83

3.3.2陀螺寻北仪 84

思考与练习 91

第4章 平台式惯性导航系统 92

4.1平台惯导系统基本原理与分类 92

4.1.1平台惯导系统原理结构 92

4.1.2平台惯导系统分类与机械编排概念 94

4.2当地水平面惯导系统的机械编排 96

4.2.1半解析式指北方位系统的机械编排方程 96

4.2.2解决极区航行的方案与自由方位惯导系统 100

4.2.3高度通道的不稳定和阻尼回路 102

4.2.4水平控制回路及其舒勒调谐 103

4.3指北方位系统的误差方程 107

4.3.1地理位置和速度误差量的定义 107

4.3.2半解析式指北方位惯导系统误差方程 109

4.3.3误差传播特性 115

4.4指北方位系统的初始对准 121

4.4.1静基座半解析式指北方位系统的粗对准 122

4.4.2静基座半解析式指北方位系统的精对准 123

4.5游移方位惯性导航系统 128

4.5.1游移方位系统的机械编排方程 129

4.5.2游移方位系统的初始对准 134

思考与练习 141

第5章 捷联式惯性导航系统 142

5.1捷联惯导系统工作原理 142

5.1.1组成和算法概述 142

5.1.2姿态矩阵的更新计算 145

5.1.3三通道捷联惯导系统的计算 148

5.2捷联惯导系统的误差 151

5.2.1速度误差和位置误差方程 151

5.2.2姿态误差方程 153

5.2.3捷联惯导系统的误差传播特性 156

5.3捷联惯导系统在动基座上的自对准 157

5.3.1粗对准 157

5.3.2卡尔曼滤波法精对准 160

5.4捷联惯导系统的动基座传递对准 162

5.4.1主、子惯导误差 162

5.4.2传递对准中的匹配量 163

思考与练习 168

第6章 惯性技术的应用 169

6.1大地测量 169

6.2铁路检轨 172

6.3陀螺测斜仪、陀螺经纬仪 173

6.4陀螺秤 175

6.5车辆稳定系统 177

6.6摄像陀螺仪 178

6.7铜斑蛇制导炮弹 179

6.8船舶惯性导航系统（SINS） 180

6.9自动驾驶仪 182

6.10导弹滚转被动控制（陀螺舵） 186

6.11安全与解除保险机构 187

6.12飞机弹射座椅 188

附录 常用符号术语表及惯性技术参数常用单位 189

参考文献 192