第一部分 理论 13
第一章 绪论 13
1．1 定义 13
1．2 陀螺模型 15
1．3 二自由度陀螺仪 17
1．4 单自由度陀螺仪 18
1．5 姿态仪表 20
1．6 陀螺罗盘 22
1．7 惯性导航 24
1．8 陀螺技术 25
1．9 矢量、矩阵和记号 29
参考文献 32
例题 33
习题 35
第二章 运动、参考座标系和哥氏定理 37
2．1 运动 37
2．2 任意的参考座标系 38
2．3 特殊的参考座标系 40
2．4 哥里奥利现象 41
2．5 常规的导航座标系 44
例题 46
习题 48
第三章 力学定律 51
3．1 牛顿定律 51
3．2 力学基础 52
3．3 质点系质量中心的运动 55
3．4 线加速度表的性能 57
3．5 质点系的旋转运动 59
3．6 刚体的角动量 62
3．7 欧拉方程式 63
3．8 刚体无力矩运动的稳定性 64
3．9 波因索图形 67
参考文献 71
例题 71
习题 74
第四章 陀螺模型 77
4．1 术语 77
4．2 假设 78
4．3 陀螺组合件 79
4．4 陀螺组合件的运动方程 80
4．5 陀螺自转驱动动力学 83
参考文献 86
例题 86
习题 88
第五章 二自由度陀螺仪 90
5．1 重力陀螺 90
5．2 章动阻尼 93
5．3 指令角速度 97
5．4 二自由度陀螺的特性方程 98
参考文献 100
例题 101
习题 102
第六章 单自由度陀螺仪 104
6．1 单自由度陀螺的性能方程 104
6．2 速率陀螺 108
6．3 积分陀螺 109
6．4 非约束单自由度陀螺 110
6．5 阻尼陀螺的强迫频率响应 112
6．6 工程方面 114
6．7 单自由度加速度表 118
参考文献 119
例题 119
习题 121
第七章 飞机姿态指示 123
7．1 飞机与驾驶的结合 123
7．2 转弯倾斜指示器 124
7．3 陀螺垂直仪 126
7．4 陀螺摆 129
7．5 人工地平仪 130
参考文献 135
例题 135
习题 141
第八章 陀螺方向仪 143
8．1 方向基准 143
8．2 磁罗盘 144
8．3 水平陀螺 146
8．4 转弯误差 148
8．5 速度罗盘 149
8．6 显示 151
例题 153
习题 157
第九章 空间积分器 158
9．1 单轴空间积分器 159
9．2 齿轮系 160
9．3被控部件 162
9．4 陀螺 163
9．5 放大器、马达和阻尼器 163
9．6 单轴情况下的结论 163
9．7 三轴空间积分器 165
9．8 常平架转换 168
9．9 陀螺组件 173
9．10 力矩计算矩阵 174
9．11 三轴分析的结论 174
9．12 锥效应 176
9．13 四常平架系统 178
9．14 无常平架系统 180
参考文献 181
例题 181
习题 183
第十章 陀螺罗经 188
10．1 历史背景 188
10．2 工作原理 189
10．3 动态的研究 191
10．4 无阻尼陀螺罗经 192
10．5 安休茨系统 197
10．6 斯派雷系统 200
10．7 采用单自由度陀螺的陀螺罗经 203
10．8 静基座罗经状态 206
参考文献 208
例题 209
习题 211
第十一章 垂线：垂线指示系统与舒拉调谐 213
11．1 地球形状 213
11．2 有关垂线的一些定义 214
11．3 用作垂线指示器的摆 217
11．4 垂线指示系统 218
11．5 外部速度阻尼 224
11．6 舒拉调谐 225
参考文献 227
例题 227
习题 230
第十二章 惯性导航 232
12．1 惯性导航的基本原理 232
12．2 惯性导航系统的分类 233
12．3 几何式系统 233
12．4 半解析式系统 235
12．5 自由方位系统 240
12．6 解析式系统 241
12．7 初始校整 244
参考文献 245
例题 245
习题 246
第二部分 设计与试验技术 249
第十三章 陀螺仪设计的一般问题 249
13．1 概述——陀螺仪设计的主要基础 249
13．1．1 陀螺仪的功用 249
13．1．2 理想陀螺仪 251
13．1．3 实际陀螺仪 251
13．1．4 理论和设计的关系 252
13．1．5 单自由度陀螺仪作用原理图解 255
13．1．6 二自由度陀螺仪作用原理 260
13．1．7 设计员的任务 266
13．2 陀螺仪设计的若干意见 269
13．2．1 回顾与展望 269
13．2．2 经验的价值 270
13．2．3 清理设计 270
13．2．4 人和“效率”的问题 271
13．2．5 资料与经验 271
13．2．6 关于提高 271
13．2．7 可靠性、寿命和精度的设计指标 272
13．3 原理的物理实现 273
13．3．1 角动量（H） 273
13．3．2 信号传感器 276
13．3．3 力矩发生器 278
13．3．4 阻尼和浮动 280
13．4 陀螺模型方程（有微动同步器的单自由度浮子积分陀螺仪） 281
13．4．1 简化假设 282
13．4．2 陀螺力矩综合方程表示法 282
13．4．3 陀螺动态模型方程 285
13．4．4 用于设计的陀螺动态模型方程的说明——性能的变化 287
13．4．5 不定性误差 289
13．5 实际问题 291
13．5．1 清洁 291
13．5．2 摩擦 293
13．5．3 材料的特性 294
13．5．4 机械加工实践 294
13．5．5 公差 296
13．5．6 浮液的适应性 296
参考文献 297
第十四章 陀螺仪的设计 298
14．1 概述 298
14．1．1 探讨的范围 298
14．1．2 工作与性能指标和环境要求的关系 300
14．1．3 陀螺-力矩-稳定性要求的分析 302
14．1．4 设计组 303
14．1．5 工程布局 304
14．1．6 总体尺寸 304
14．1．7 材料性能的相互作用 307
14．1．8 组合件的采用 308
14．1．9 清洁 309
14．1．10 由外向里进行设计 310
14．2 陀螺设计改进的演变 312
14．2．1 输出轴轴承 312
14．2．2 自转轴轴承 313
14．2．3 结构材料 313
14．2．4 密封 314
14．2．5 线圈 316
14．2．6 结构的类型 316
14．2．7 未来的陀螺 316
14．3 具体的设计范围 317
14．3．1 转子轴承（自转轴轴承）——非弹性和依从性 318
14．3．2 陀螺转子、轴承和马达部件 336
14．3．3 框架和浮子结构 345
14．3．4 浮子和壳体之间的空间 351
14．3．5 壳体 356
14．3．6 热量控制 364
14．3．7 磁屏蔽 365
14．3．8 安装配合面 366
14．4 工具和夹具 367
14．5 清洁和超净工作室 367
参考文献 369
第十五章 陀螺仪的试验 370
15．1 陀螺试验的目的 370
15．2 试验的经济性 372
15．3 陀螺性能、陀螺误差和不定性误差的单位 373
15．4 开环试验 373
15．5 闭环试验 374
15．5．1 伺服回路 376
15．5．2 速率反馈或力矩-约束回路 386
15．6 伺服试验的力矩综合方程——性能说明 391
15．7 力矩-约束回路试验〔5〕的力矩综合方程——性能说明 402
15．8 环境试验——振动 405
15．9 环境试验——离心试验〔5〕 413
15．9．1 离心试验的弊病 420
15．10 用比力表示的陀螺力矩系数 420
参考文献 421
附录：座标变换 422
附录一 方向余弦 422
附录二 欧拉角 423
附录三 矢量角度 426
附录四 哥氏定理 427
附录五 从角速度到角方位的变换 429
附录六 哥氏定理的矩阵形式 430
附录七 结束语 430
参考文献 431