慣性導(dǎo)航原理

第一章 概論 1.1 導(dǎo)航的基本概念 1.2 常見的導(dǎo)航系統(tǒng)類型及基本定位原理 1.2.1 陸標(biāo)導(dǎo)航 1.2.2 天文導(dǎo)航 1.2.3 無線電導(dǎo)航 1.2.4 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 1.2.5 利用測向測速設(shè)備的推算導(dǎo)航 1.2.6 組合導(dǎo)航 1.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)簡介 1.3.1 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理 1.3.2 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的特點(diǎn)及適用范圍 1.3.3 慣性導(dǎo)航的發(fā)展與展望第二章 慣性導(dǎo)航基礎(chǔ)知識(shí) 2.1 慣性空間與慣性參照系 2.1.1 慣性空間及物體在慣性空間的運(yùn)動(dòng) 2.1.2 慣性參照系 2.1.3 物體在非慣性參照系中的運(yùn)動(dòng) 2.2 地球參考橢球和重力場 2.2.1 地球的形狀與參考橢球 2.2.2 參考橢球的曲率半徑 2.2.3 垂線及緯度的定義 2.2.4 地球的重力場 2.3 計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)及地球自轉(zhuǎn)角速度 2.4 慣性導(dǎo)航中常用的坐標(biāo)系 2.4.1 慣性坐標(biāo)系(簡稱i系) 2.4.2 確定載體相對(duì)地球位置的坐標(biāo)系 2.4.3 與載體位置或慣導(dǎo)系統(tǒng)本身有關(guān)的坐標(biāo)系 2.5 三維直角坐標(biāo)系間的角度關(guān)系與方向余弦矩陣 2.5.1 方向余弦矩陣的定義與性質(zhì) 2.5.2 根據(jù)歐拉角求取方向余弦矩陣 2.5.3 方向余弦矩陣的微分第三章 慣性元件——陀螺儀與加速度計(jì) 3.1 轉(zhuǎn)子陀螺儀力學(xué)基礎(chǔ) 3.1.1 定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的動(dòng)量矩 3.1.2 動(dòng)量矩定理 3.2 陀螺儀基本特性 3.2.1 陀螺儀的一般原理結(jié)構(gòu) 3.2.2 二自由度陀螺儀的運(yùn)動(dòng)特性 3.2.3 二自由度陀螺儀的運(yùn)動(dòng)微分方程與傳遞函數(shù) 3.2.4 陀螺儀的進(jìn)動(dòng)與章動(dòng) 3.2.5 單自由度陀螺儀的運(yùn)動(dòng)特性及傳遞函數(shù) 3.3 常用陀螺儀簡介 3.3.1 液浮積分陀螺儀 3.3.2 二自由度液浮陀螺儀 3.3.3 撓性陀螺儀 3.4 加速度計(jì)測量比力的原理與常用的加速度計(jì) 3.4.1 比力的概念 3.4.2 加速度計(jì)對(duì)比力的測量 3.4.3 擺式加速度計(jì) 3.4.4 撓性加速度計(jì) 3.5 陀螺儀和加速度計(jì)的誤差及模型 3.5.1 陀螺儀誤差及數(shù)學(xué)模型 3.5.2 加速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型 3.5.3 陀螺儀和加速度計(jì)的數(shù)學(xué)模型在慣性導(dǎo)航中的應(yīng)用第四章 陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 4.1 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)概述 4.1.1 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的基本概念 4.1.2 陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的分類 4.2 單軸積分陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)及其幾何穩(wěn)定狀態(tài) 4.2.1 組成與穩(wěn)定原理 4.2.2 幾何穩(wěn)定狀態(tài)分析 4.2.3 單軸陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的校正問題 4.3 積分陀螺儀輸出軸上干擾力矩對(duì)系統(tǒng)的影響及陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的修正 原理 4.3.1 積分陀螺儀輸出軸上干擾力矩對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)的影響 4.3.2 單軸積分陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)的修正原理 4.4 三軸陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 4.4.1 三環(huán)式三軸平臺(tái)的結(jié)構(gòu) 4.4.2 研究三軸平臺(tái)的坐標(biāo)系 4.4.3 基座和環(huán)架軸的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)臺(tái)體的傳遞 4.4.4 三軸平臺(tái)的幾何穩(wěn)定狀態(tài) 4.4.5 三軸平臺(tái)的修正 4.5 用二自由度陀螺儀構(gòu)成的陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 4.5.1 用二自由度陀螺儀構(gòu)成的單軸陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 4.5.2 用二自由度陀螺儀構(gòu)成三軸平臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)第五章 平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)原理 5.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)的分類及平臺(tái)式慣導(dǎo)的基本問題 5.1.1 慣導(dǎo)的分類 5.1.2 平臺(tái)式慣導(dǎo)的組成及基本問題 5.2 比力方程 5.2.1 預(yù)備知識(shí)：哥式定理 5.2.2 絕對(duì)加速度的分解 5.2.3 比力方程 5.3 指北方位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理 5.3.1 指北方位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理 5.3.2 平臺(tái)的穩(wěn)定及跟蹤地理坐標(biāo)系 5.3.3 指北方位慣導(dǎo)的控制方程 5.3.4 指北方位慣導(dǎo)的高度通道問題 5.3.5 指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的特點(diǎn) 5.4 自由方位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及其力學(xué)編排方程 5.4.1 自由方位慣導(dǎo)的方案特點(diǎn) 5.4.2 自由方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的力學(xué)編排 5.5 游動(dòng)方位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及其力學(xué)編排方程 5.5.1 游動(dòng)方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的特點(diǎn) 5.5.2 游動(dòng)方位系統(tǒng)的力學(xué)編排方程 5.5.3 方案評(píng)述第六章 無阻尼指北方位慣性導(dǎo)航的誤差分析 6.1 無阻尼指北方位慣導(dǎo)的基本方程與誤差方程 6.1.1 無阻尼指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本方程 6.1.2 阻尼指北方位慣導(dǎo)的誤差方程 6.2 無阻尼指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析 6.2.1 指北方位慣導(dǎo)誤差的周期性分析 6.2.2 誤差的傳遞矩陣 6.2.3 各種誤差源對(duì)無阻尼指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差的影響 6.3 重力異常對(duì)指北方位慣導(dǎo)誤差的影響 6.3.1 重力異常問題 6.3.2 重力異常情況下平臺(tái)式指北方位慣導(dǎo)誤差方程的建立 6.3.3 重力異常對(duì)平臺(tái)式指北方位慣導(dǎo)誤差的影響 6.3.4 重力異常的水平分量影響的消除方案 6.4 慣導(dǎo)誤差的計(jì)算機(jī)模擬 6.4.1 誤差遞推計(jì)算方程——誤差狀態(tài)方程的離散化 6.4.2 誤差源的模擬 6.4.3 載體運(yùn)動(dòng)模擬 6.4.4 計(jì)算機(jī)模擬的程序編排 第七章 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的阻尼 7.1 慣導(dǎo)阻尼問題的提出 7.2 水平阻尼 7.2.1 水平校正網(wǎng)絡(luò)的引入和確定方法 7.2.2 三通道指北方位慣導(dǎo)的水平阻尼及基本方程 7.2.3 水平阻尼指北方位慣導(dǎo)的誤差特點(diǎn) 7.3 外速度補(bǔ)償?shù)乃阶枘釕T導(dǎo) 7.3.1 載體加速度對(duì)內(nèi)水平阻尼慣導(dǎo)的影響 7.3.2 有外速度補(bǔ)償時(shí)的情況 7.3.3 外速度補(bǔ)償水平阻尼慣導(dǎo)的基本方程 7.4 方位阻尼 7.4.1 方位阻尼的方案 7.4.2 全阻尼慣導(dǎo)的基本方程、誤差方程及特征根 7.4.3 方位阻尼網(wǎng)絡(luò)的選擇 7.4.4 指北方位慣導(dǎo)的五種工作狀態(tài)及阻尼問題小結(jié) 7.5 指北方位慣導(dǎo)的統(tǒng)一方程 7.5.1 指北方位慣導(dǎo)五種導(dǎo)航工作狀態(tài)的統(tǒng)一控制方程 7.5.2 用一階微分方程組實(shí)現(xiàn)阻尼網(wǎng)絡(luò) 7.5.3 指北方位慣導(dǎo)的統(tǒng)一基本方程及系統(tǒng)仿真第八章 指北方位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始對(duì)準(zhǔn)與綜合校正 8.1 概述 8.2 平臺(tái)初始粗對(duì)準(zhǔn) 8.2.1 水平粗對(duì)準(zhǔn)原理 8.2.2 方位粗對(duì)準(zhǔn) 8.3 指北方位慣導(dǎo)系統(tǒng)的水平精對(duì)準(zhǔn) 8.3.1 水平精對(duì)準(zhǔn)方案 8.3.2 水平精對(duì)準(zhǔn)回路的參數(shù)選擇方法 8.3.3 用統(tǒng)一的慣導(dǎo)模型實(shí)現(xiàn)水平精對(duì)準(zhǔn) 8.4 方位精對(duì)準(zhǔn) 8.4.1 羅經(jīng)回路法方位對(duì)準(zhǔn)的原理 8.4.2 羅經(jīng)回路的參數(shù)設(shè)計(jì) 8.4.3 用統(tǒng)一的慣導(dǎo)模型實(shí)現(xiàn)羅經(jīng)回路法方位精對(duì)準(zhǔn) 8.4.4 陀螺漂移的測定與計(jì)算方位對(duì)準(zhǔn)法 8.5 運(yùn)用卡爾曼濾波的初始對(duì)準(zhǔn)方法 8.5.1 用于慣導(dǎo)初始對(duì)準(zhǔn)的卡爾曼濾波方案 8.5.2 利用卡爾曼濾波估計(jì)狀態(tài)的特點(diǎn) 8.6 慣導(dǎo)的校正與組合式慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 8.6.1 慣導(dǎo)校正的有效途徑——組合式慣性導(dǎo)航系統(tǒng) 8.6.2 用卡爾曼濾波器的估值校正慣導(dǎo)的結(jié)構(gòu)形式 8.6.3 組合式慣導(dǎo)系統(tǒng)介紹——INS／GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)參考文獻(xiàn)