第1部分 导航基础知识 1
第1章 惯性导航概述 1
1.1 什么是惯性导航 1
1.2 惯性导航发展概况 2
1.2.1 捷联惯性导航发展现状 2
1.2.2 调制型惯性导航发展现状 3
1.2.3 无源组合导航发展现状 5
第2章 坐标系基础知识 8
2.1 坐标系定义 8
2.2 坐标系间关系 10
第3章 惯性导航系统基本工作原理及误差建模分析 12
3.1 惯性导航系统基本原理 12
3.2 惯性导航系统误差传播方程 13
3.3 惯性导航系统误差源分类 14
第2部分 调制型惯性导航系统 16
第4章 调制型惯性导航系统基本原理与误差分析 16
4.1 调制型惯性导航系统基本原理 16
4.1.1 旋转调制基本原理 16
4.1.2 旋转调制误差源分类 18
4.2 旋转机构转动精度对旋转调制影响分析 19
4.2.1 旋转机构角变速运动对旋转调制影响及抵消方法 19
4.2.2 单轴旋转转台倾角对旋转调制影响及测量方法 25
4.3 旋转机构测角精度对旋转调制影响分析 30
4.3.1 旋转机构测角延迟影响分析 30
4.3.2 旋转机构测角精度影响分析 33
4.4 载体角运动对旋转调制影响分析 34
4.4.1 载体角运动与调制轴垂直 35
4.4.2 载体角运动与调制轴同向 36
4.4.3 载体角运动对旋转调制影响仿真分析 37
第5章 相对地理坐标系旋转的调制技术研究 39
5.1 惯性组件输出误差模型 39
5.2 相对地理坐标系旋转的旋转方案设计原则 41
5.2.1 陀螺仪常值漂移抵消原则 41
5.2.2 陀螺仪刻度因数误差抵消原则 44
5.2.3 陀螺仪安装误差抵消原则 51
5.2.4 惯性组件误差项抵消原则 57
5.3 单轴旋转调制型惯性导航系统技术研究 58
5.3.1 单轴旋转调制正反转停方案 58
5.3.2 单轴转停调制系统误差方程 60
5.4 双轴旋转调制型惯性导航系统技术研究 67
5.4.1 双轴旋转调制正反转停方案 67
5.4.2 双轴转停调制系统误差方程 71
第6章 相对地球自转轴旋转的调制技术研究 78
6.1 相对地球自转轴调制技术的提出 78
6.1.1 相对地球自转轴旋转调制目的 78
6.1.2 地球转速抵消原则 80
6.1.3 IMU定轴转动性质 80
6.2 相对地球自转轴旋转方案设计原则 82
6.2.1 陀螺常值漂移抵消原则 82
6.2.2 陀螺刻度因数误差抵消原则 87
6.2.3 陀螺安装误差抵消原则 88
6.3 相对地球自转轴旋转调制型惯性导航系统 89
6.3.1 相对地球自转轴旋转调制方案设计 89
6.3.2 相对地球自转轴调制下惯性组件调制特性 92
6.3.3 相对地球自转轴旋转调制方案实现方法 98
6.3.4 相对地球自转轴旋转调制导航信息误差特性 99
第7章 基于罗经原理/Butterworth滤波器的姿态／速度误差抑制技术研究 100
7.1 旋转调制阻尼技术需要解决问题 100
7.1.1 基于串联校正的阻尼技术基本原理 100
7.1.2 串联校正阻尼技术频域分析 102
7.2 基于罗经原理的旋转调制姿态误差抑制算法研究 105
7.2.1 罗经回路对准基本原理 105
7.2.2 基于罗经原理的罗经法姿态解算 107
7.2.3 基于罗经原理的姿态误差抑制算法设计 110
7.2.4 罗经参数与阻尼系数等效关系 116
7.3 基于Butterworth滤波器的速度误差抑制算法研究 120
7.3.1 速度振荡误差抑制方法 121
7.3.2 Butterworth滤波器设计 121
7.4 基于双程序解算的调制型惯性导航系统 123
7.5 双导航解算程序陀螺误差估算方法 124
7.5.1 陀螺仪误差项估算基本原理 124
7.5.2 陀螺仪误差六位置估算方法 125
第3部分 组合导航 128
第8章 调制型惯性导航／星敏感器组合导航方案 128
8.1 星敏感器基本原理 128
8.2 星敏感器误差特性分析 129
8.3 调制型惯性导航／星敏感器组合导航方案建立 131
8.3.1 基于卡尔曼滤波的信息融合方案 131
8.3.2 基于信息耦合的信息融合方案 133
8.4 位置未知条件下的惯性／星敏感器粗对准方法 137
8.4.1 传统惯性导航粗校准基本原理 137
8.4.2 加速度计输出模型建立及投影转换 138
8.4.3 基于星敏感器／加速度计的粗对准技术 140
第9章 船用星敏感器抗环境干扰误差抑制技术 142
9.1 基于ADE-BPNN的信息延迟补偿方法 142
9.1.1 自适应差分进化神经网络基本原理 143
9.1.2 基于ADE-BPNN的姿态预测技术 149
9.2 基于PSO-BPNN的系统观测量预测技术 152
9.2.1 基于粒子群优化算法的BP神经网络基本原理 153
9.2.2 基于PSO BPNN的系统观测量预测技术 156
第10章 调制型惯性导航／计程仪组合导航方案 160
10.1 计程仪基本原理与误差特性分析 160
10.1.1 计程仪基本原理 160
10.1.2 计程仪误差特性分析 160
10.2 调制型惯性导航／计程仪组合导航方案 163
10.2.1 组合导航基本原理与可观测性分析 163
10.2.2 能观测性分解与运动路径设计 167
10.2.3 基于自适应量测噪声抑制的组合导航方法 170
第11章 基于调制型惯性导航／计程仪的计程仪误差抑制技术 179
11.1 基于双导航解算程序的DVL常值误差估算方法 179
11.1.1 DVL常值测速误差在罗经算法中的影响 179
11.1.2 DVL常值误差估算方法研究 186
11.1.3 DVL误差估算精度分析 188
11.2 基于自适应联邦滤波的多传感器信息融合技术 189
11.2.1 基于自适应信息分配因子的联邦滤波算法 189
11.2.2 多传感器抗干扰信息融合技术 193
附录A 197
附录B 199
参考文献 201