第1章 概论 1
第一节 导航概述 1
一、导航的基本概念 1
二、导航系统的分类 1
第二节 机载惯性导航系统概述 6
一、机载惯性导航的分类 6
二、机载惯性导航的基本组成 6
三、机载惯性导航系统的功能 6
四、机载惯性导航的发展 9
第三节 惯性导航系统的基本概念 10
一、平台式惯性导航系统的基本概念 10
二、捷联式惯性导航系统的基本概念 12
第2章 惯性导航基础理论 14
第一节 方向余弦 14
第二节 欧拉角和矩阵变换 16
第三节 惯性导航系统常用坐标系 18
一、惯性参考坐标系 18
二、地球坐标系 19
三、地理坐标系 19
四、运载体坐标系 21
第四节 科氏加速度 22
一、科氏加速度 22
二、绝对加速度 25
第五节 比力方程 26
第六节 舒勒原理 30
一、数学摆跟踪垂线的舒勒原理 30
二、复摆跟踪地垂线的舒勒原理 31
第七节 卡尔曼滤波 33
第3章 惯性元件 36
第一节 概述 36
一、惯性元件概述 36
二、陀螺的分类 36
三、陀螺的应用 37
四、陀螺仪基本特性 38
五、陀螺力矩 41
六、二自由度陀螺的运动特点 42
七、惯性导航系统中的陀螺仪 44
第二节 常规机械陀螺 44
一、浮子陀螺仪 44
二、挠性陀螺仪 47
三、静电陀螺 51
第三节 激光陀螺 54
一、概述 54
二、激光陀螺的基本原理 55
三、激光陀螺仪的特点 55
四、国外激光陀螺仪的发展 56
第四节 光纤陀螺 57
一、概述 57
二、光纤陀螺的基本原理 58
三、光纤陀螺的特性 59
四、光纤陀螺的发展 61
第五节 微机电陀螺 62
一、概述 62
二、微机电陀螺 62
三、微机电陀螺的发展 66
四、典型的微机电陀螺 67
第六节 加速度计 68
一、摆式加速度计简介 69
二、挠性摆式加速度计 71
三、微硅加速度计 74
第4章 陀螺稳定平台 82
第一节 陀螺稳定平台工作原理 82
一、各类稳定平台简介 82
二、陀螺稳定平台力矩装置的技术要求 92
第二节 三轴陀螺稳定平台 92
一、三轴陀螺稳定平台简介 92
二、环架驱动信号的合理分配 94
三、三轴平台工作原理分析 100
四、三轴平台锁定原理 106
五、三轴平台的动力学方程和系统的传递函数阵 107
六、采用积分陀螺时三轴平台系统的输出轴耦合分析 117
七、三轴平台的误差分析 119
第三节 双轴陀螺稳定平台 123
一、稳定瞄准线的双轴稳定平台 124
二、水平式双轴稳定平台 126
第5章 平台式惯性导航系统原理 138
第一节 平台式惯性导航系统概述 138
一、平台式惯性导航系统的工程化 138
二、平台式惯导的导航计算 138
第二节 平台式惯性导航系统的基本原理 139
一、平台式惯性导航系统的基本组成 139
二、比力方程和加速度信息的提取 140
三、平台的水平控制回路及舒勒调谐 141
四、惯导系统高度通道的问题 144
第三节 指北方位惯性导航系统的力学方程 145
一、平台指令角速度 145
二、速度计算 146
三、经纬度计算 147
四、高度计算 147
五、姿态角的获取 148
六、系统原理方框图 148
第四节 自由方位惯性导航系统的力学方程 149
一、利用方向余弦矩阵求导航参数 150
二、求解方向余弦矩阵 151
三、求解角速率 151
四、速度计算 152
五、平台指令角速度 153
六、系统原理方框图 153
第五节 游动方位惯性导航系统的力学方程 154
一、速度方程 154
二、角速率方程 154
三、方向余弦矩阵 154
四、矩阵微分方程 155
五、导航参数的求取 155
六、几种平台式惯导方案评述 155
第六节 平台式惯性导航系统的误差分析 155
一、坐标系及小角度下的坐标变换矩阵 156
二、系统误差方程的建立 158
三、系统误差分析 162
第七节 平台式惯性导航系统的初始对准 166
第6章 捷联式惯性导航系统 178
第一节 捷联式惯性导航系统概述 178
一、概述 178
二、捷联式惯导系统的基本原理 178
三、捷联式惯导系统的特点 179
第二节 捷联式惯性导航系统算法 179
一、概述 179
二、捷联式惯性导航系统计算 180
第7章 惯性／卫星导航系统 188
第一节 惯性／卫星组合导航系统概述 188
第二节 惯性／卫星组合导航原理 190
第三节 位置、速度组合的SINS/GPS导航系统 192
参考文献 198