微惯性技术PDF电子书下载

目录 1

第1章 概述 1

1.1 惯性技术及其发展 3

1.2 硅微惯性技术及其发展 7

1.2.1 硅微惯性仪表的主要特点 7

1.2.2 硅微惯性技术及其发展 8

1.3 惯性技术与微惯性仪表的应用 19

1.3.1 惯性技术在海陆空中的应用 19

1.3.2 硅微惯性仪表在军事上的应用 22

1.3.3 惯性技术与微惯性仪表在民用方面的应用 27

2.1.1 地球的形状 29

2.1 地球的形状和重力场特性 29

第2章 惯性技术的相关知识 29

2.1.2 地球参考椭球的曲率半径 31

2.1.3 地球重力场特性 31

2.2 垂线及纬度的定义 32

2.3 地球的自转及角速度 33

2.4 惯性技术中常用坐标系 34

2.4.1 惯性参考坐标系 34

2.4.2 确定运载体相对地球表面位置的坐标系 35

2.4.3 运载体和陀螺仪坐标系 37

2.5 坐标变换及坐标系间的相互关系 39

2.5.1 坐标变换 39

2.5.2 常用坐标系之间的相互关系 43

2.6 动量矩、动量矩定理及欧拉动力学方程 45

2.6.1 定点转动刚体的动量矩 45

2.6.2 动量矩定理 49

2.6.3 刚体定点转动的欧拉动力学方程 51

2.7 哥氏加速度、绝对加速度与比力方程 55

2.7.1 哥氏加速度 55

2.7.2 绝对加速度的表达式 58

2.7.3 加速度计所测量的比力表达式——比力方程 60

2.7.4 在地理坐标系上的绝对加速度分量 64

2.8 惯性导航的基本原理 68

2.8.1 平台式惯性导航的基本原理 69

2.8.2 捷联式惯性导航的基本原理 71

2.8.3 组合式惯性导航的基本原理 74

第3章 硅微机械惯性仪表 79

3.1 硅微机械加速度计 79

3.1.1 概述 79

3.1.2 压阻式微加速度计 79

3.1.3 电容式加速度计 93

3.1.4 隧道式微机械加速度计 109

3.1.5 谐振式加速度计 120

3.1.6 热对流式加速度计 127

3.1.7 压电式加速度计 131

3.1.8 加速度计的单芯片多轴集成 134

3.2.1 概述 150

3.2 硅微机械陀螺仪 150

3.2.2 框架式微机械陀螺仪 152

3.2.3 振动式微机械陀螺仪 161

3.2.4 加速度计陀螺仪 179

3.3 硅微型惯性测量组合 186

3.3.1 微惯性测量组合概述 186

3.3.2 硅微型惯性测量组合系统 187

3.3.3 单片MIMU技术 190

第4章 硅微惯性器件中的测试、标定及评价标准 193

4.1 硅微加速度计的测试与标定 193

4.1.1 硅微加速度计的静态性能测试 193

4.1.2 硅微加速度计的动态性能测试 210

4.1.3 加速度计的其他试验 213

4.2 陀螺仪的测试与标定 215

4.2.1 陀螺仪漂移测试 216

4.2.2 陀螺仪重力加速度试验 223

4.2.3 高过载试验 232

4.2.4 陀螺仪的环境试验 234

4.3 硅微惯性测量组合的测试 235

4.3.1 测试原理 235

4.3.2 惯性测量组合测试方法 240

4.3.3 影响测试精度的因素 248

4.3.4 测试结果的评估 249

4.4.1 硅微加速度计的评价标准 252

4.4 硅微惯性器件评价标准 252

4.4.2 陀螺仪的性能评价标准 254

4.4.3 惯性测量组合的评价标准 260

第5章 捷联惯导与组合导航技术 263

5.1 捷联式惯性导航 263

5.1.1 捷联惯导的发展 263

5.1.2 捷联式惯导的基本算法 264

5.1.3 四元数法及其在捷联式惯导中的应用 266

5.1.4 等效旋转矢量法 277

5.1.5 卡尔曼滤波算法在姿态解算中的应用 281

5.1.6 捷联惯性仪表配置中的冗余技术 284

5.1.7 捷联式惯导系统的初始对准 285

5.1.8 捷联式惯导系统的误差分析 287

5.2 微惯性测量组合及其一体化技术 287

5.2.1 微惯性测量组合及其一体化技术概念描述 287

5.2.2 基于有陀螺的嵌入式微惯性测量组合 288

5.2.3 基于无陀螺的微惯性测量组合单元 296

5.3 GPS/INS组合导航技术 306

5.3.1 GPS导航定位的基本原理 307

5.3.2 GPS/INS系统组合方式 310

5.3.3 深组合GPS/INS导航系统 311

附录A ±1g0试验可能的取向表 317

附录B 单自由度陀螺仪单轴翻滚试验取向表 319

参考文献 321