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第1章 绪论 1

1.1 导航的基本概念 1

1.2 常用坐标系 2

1.2.1 常用坐标系的定义 3

1.2.2 坐标转换矩阵 5

1.3 时间系统 6

参考文献 8

第2章 惯性导航 9

2.1 基本原理 9

2.1.1 惯性导航的基本概念 9

2.1.2 平台式惯性导航系统的基本原理 10

2.1.3 捷联式惯性导航系统的基本原理 12

2.2 惯性导航力学编排方程 13

2.2.1 速度微分方程——比力方程 13

2.2.2 位置微分方程 16

2.2.3 平台式惯性导航系统的平台指令角速度 16

2.2.4 捷联惯性导航姿态微分方程 17

2.2.5 极区惯性导航力学编排方程 23

2.3 捷联惯性导航算法 29

2.3.1 姿态更新算法 30

2.3.2 速度更新算法 46

2.3.3 位置更新算法 54

2.3.4 捷联惯性导航算法的新发展 54

2.4 惯性导航系统误差分析 55

2.4.1 惯性器件误差模型 55

2.4.2 捷联惯性导航系统误差模型 64

2.4.3 惯性导航系统误差特性分析 68

2.4.4 惯性导航系统的精度评估 73

2.5 惯性导航系统标定 78

2.5.1 基于高精度转台的标定 78

2.5.2 基于模观测的标定 84

2.5.3 系统级标定 89

2.6 惯性导航系统初始对准 92

2.6.1 初始对准基本原理 92

2.6.2 自对准 92

2.6.3 传递对准 99

参考文献 103

第3章 天文导航 105

3.1 球面天文学的基本概念 106

3.1.1 天球与天球坐标 106

3.1.2 天体的视运动 108

3.1.3 天文年历与天文钟 110

3.2 航海天文导航 111

3.2.1 航海天文定位 111

3.2.2 航海天文定向 118

3.2.3 太阳偏振光定向原理 122

3.3 航天天文导航 130

3.3.1 航天天文导航的位置面 131

3.3.2 航天天文导航的简化量测方程 134

3.3.3 脉冲星导航原理 149

参考文献 155

第4章 惯性／卫星组合导航 156

4.1 引言 156

4.1.1 卫星导航系统 156

4.1.2 卫星定位方式 157

4.1.3 卫星导航的主要误差源 158

4.1.4 惯性／卫星组合导航 161

4.2 惯性／卫星组合方程 165

4.2.1 惯性／卫星松组合导航方程 166

4.2.2 惯性／卫星紧组合导航方程 170

4.2.3 惯性／卫星深组合导航方程 171

4.2.4 组合方式的比较分析 176

4.2.5 基于软件接收机的组合导航 180

4.3 惯性／卫星组合定姿 181

4.3.1 卫星载波相位定姿原理 182

4.3.2 定姿模糊度求解 187

4.3.3 惯性／卫星重调式组合定姿 190

4.3.4 惯性／卫星滤波式组合定姿 192

4.4 Micro-PNT技术 196

4.4.1 应用需求 196

4.4.2 Micro-PNT的关键技术 197

参考文献 199

第5章 惯性／特征匹配组合导航 200

5.1 基本方法 201

5.1.1 适配性分析 201

5.1.2 特征匹配及组合导航算法 207

5.2 惯性／地形匹配组合导航 212

5.2.1 高度测量传感器 212

5.2.2 TERCOM系统 214

5.2.3 SITAN系统 214

5.3 惯性／图像匹配组合导航 218

5.3.1 图像传感器 218

5.3.2 图像匹配技术 221

5.3.3 图像匹配结果及组合模型 222

5.4 惯性／地磁匹配组合导航 224

5.4.1 地磁场特征 225

5.4.2 地球位场延拓方法 226

5.4.3 地磁测量误差补偿方法 232

5.4.4 惯性／地磁匹配组合导航水下试验案例 236

5.5 惯性／重力匹配组合导航 240

5.5.1 地球重力场 240

5.5.2 重力测量 242

5.5.3 重力匹配EKF模型 243

5.5.4 典型系统 246

参考文献 248

第6章 惯性基组合导航应用案例 249

6.1 组合导航算法 249

6.1.1 最小二乘算法 249

6.1.2 卡尔曼滤波算法 251

6.2 陆用自主导航 252

6.2.1 陆用惯导系统的零速修正 253

6.2.2 陆用惯性导航系统行进间初始对准 256

6.2.3 典型案例 259

6.3 潜航器自主导航 264

6.3.1 多普勒计程仪测速原理 265

6.3.2 多普勒计程仪参数标定 266

6.3.3 INS/DVL自主导航滤波器模型 266

6.3.4 典型案例 269

6.4 水面舰艇自主导航 272

6.4.1 惯导系统初始对准和标校 273

6.4.2 典型案例 275

6.5 制导航弹组合导航 278

6.5.1 系统设计 279

6.5.2 制导航弹组合导航算法 280

6.5.3 典型案例 282

参考文献 287