慣性導航系統技術

慣性導航系統技術

《慣性導航系統技術》是清華大學出版社出版的圖書,作者是高鐘毓。

基本介紹

  • 書名:慣性導航系統技術
  • 作者:高鐘毓
  • ISBN:9787302291787
  • 定價:65元
  • 出版社:清華大學出版社
  • 裝幀:平裝
圖書簡介,圖書目錄,

圖書簡介

本書論述慣性導航系統技術及相關基礎知識。全書內容分為12章,分別為坐標系及坐標變換、地球參考模型、線性系統最優估計與隨機控制、慣性測量組合、陀螺穩定平台、慣性導航系統機械編排方程、慣性導航系統誤差模型、慣性導航系統誤差傳播特性、旋轉調製式慣性系統、系統初始對準與標定、水平阻尼與系統重調,以及系統誤差係數標校。
本書不僅對從事慣性導航系統設計、製造、試驗及套用的工程技術人員具有重要參考價值,而且可作為高等學校慣性技術相關專業的研究生教材。

圖書目錄

第1章坐標系及坐標變換
1.1坐標系定義
1.2坐標變換矩陣
1.3矢量和位置坐標變換
1.3.1矢量坐標變換
1.3.2位置坐標變換
1.4四元數
1.5旋轉參考坐標系
1.5.1歐拉角微分方程
1.5.2方向餘弦矩陣微分方程
1.5.3四元數微分方程
1.6旋轉矢量微分方程
1.7方向餘弦矩陣與四元數解算
1.8比力積分增量計算

第2章地球參考模型
2.1地球形狀
2.2地心位置矢量
2.3地球引力模型
2.3.1地球引力位
2.3.2地球引力加速度
2.4地球重力加速度
2.5異常重力

第3章線性系統最優估計與隨機控制
3.1確定性系統
3.1.1確定性系統模型
3.1.2線性系統微分方程的解
3.1.3線性系統等價離散化
3.2隨機系統
3.2.1隨機系統模型
3.2.2隨機線性微分方程的解
3.2.3等價離散化系統
3.3線性系統的基本特性
3.4系統分析與設計實例
3.5卡爾曼濾波器
3.5.1隨機線性系統模型
3.5.2卡爾曼濾波器方程
3.5.3卡爾曼濾波器特性
3.6隨機線性系統的最優控制
3.6.1二次高斯問題與分離定理
3.6.2閉環系統穩定性
3.7分離定理在慣性導航系統中的套用

第4章慣性測量組合
4.1機電陀螺儀
4.1.1基本原理
4.1.2單自由度液浮陀螺
4.1.3撓性陀螺
4.1.4靜電陀螺
4.1.5機電陀螺漂移誤差模型
4.2光學陀螺儀
4.2.1基本原理
4.2.2雷射陀螺
4.2.3光纖陀螺
4.3振動陀螺儀
4.3.1基本原理
4.3.2石英音叉陀螺
4.3.3微機械矽陀螺
4.4力平衡加速度計
4.4.1測量原理
4.4.2石英撓性擺式加速度計
4.4.3力平衡微機械加速度計
4.5振動弦(梁)加速度計
4.5.1基本原理
4.5.2石英振梁加速度計
4.5.3微機械振動加速度計
4.6隨機誤差模型與艾倫方差
4.6.1隨機誤差模型
4.6.2艾倫方差分析法
4.7捷聯式慣性測量組合及其誤差模型
4.7.1三軸速率陀螺組合件誤差模型
4.7.2三軸加速度計組合件誤差模型
4.7.3非慣性坐標系中的加速度計測量誤差

第5章陀螺穩定平台
5.1基本工作原理
5.2三軸陀螺穩定平台
5.2.1歐拉動力學方程
5.2.2基座和框架的絕對角速度
5.2.3力矩?角加速度方程
5.2.4陀螺儀測量信號
5.2.5平台伺服系統
5.3四環空間穩定平台
5.3.1基座與框架的絕對角速度
5.3.2各框架組合件的力矩?角加速度方程
5.3.3陀螺儀測量信號
5.3.4平台伺服系統控制方案
5.4四環空間穩定平台運動微分方程
5.5四環空間穩定平台標稱運動軌跡
5.6標稱軌跡坐標與框架角的等價變換關係
5.7陀螺穩定平台設計要點

第6章慣性導航系統機械編排方程
6.1概述
6.2慣性導航系統通用解算方程
6.2.1加速度計輸出方程
6.2.2導航解算方程
6.3本地水平指北平台式系統
6.4舒拉迴路
6.5本地水平游移方位平台式系統
6.6空間穩定平台式系統
6.7捷聯式系統
6.7.1本地水平指北坐標系中的機械編排方程
6.7.2本地水平游移方位坐標系中的機械編排方程
6.8捷聯式系統計算

第7章慣性導航系統誤差模型
7.1坐標系與誤差角矢量
7.2Ψ角誤差模型
7.2.1Ψ角方程
7.2.2位置和速度誤差方程
7.3Φ角誤差模型
7.3.1Φ角誤差方程
7.3.2位置誤差方程
7.3.3速度誤差方程
7.4本地水平指北系統誤差模型
7.4.1Ψ角系統誤差模型
7.4.2Φ角系統誤差模型
7.5本地水平游移方位系統誤差模型
7.6空間穩定系統誤差模型
7.6.1慣性坐標系i中的基本誤差模型
7.6.2地球坐標系e中的基本誤差模型
7.6.3輸出導航信息誤差
7.6.4空間穩定純慣性導航系統誤差模型框圖
7.6.5系統誤差模型等價性
7.7捷聯式系統誤差模型
7.7.1Φ角方程
7.7.2Ψ角方程
7.7.3捷聯式系統Ψ角誤差模型
7.7.4捷聯式系統擾動誤差模型

第8章慣性導航系統誤差傳播特性
8.1純慣性導航系統誤差傳播特性
8.1.1垂直通道不穩定性
8.1.2水平通道振盪特性
8.1.3短時間間隔誤差傳播特性
8.2高度阻尼機械編排
8.3水平速度阻尼機械編排
8.4長時間導航誤差分析
8.4.1Ψ角方程的解
8.4.2位置和方位誤差解
8.5空間穩定系統誤差傳播特性
8.5.1純慣性系統誤差分析
8.5.2阻尼系統機械編排
8.5.3阻尼空間穩定系統誤差模型
8.5.4長時間導航誤差表達式
8.5.5長時間導航誤差解算

第9章旋轉調製式慣性系統
9.1引言
9.2陀螺殼體連續旋轉與斷續翻滾
9.2.1殼體連續旋轉
9.2.2殼體多位置斷續翻滾
9.3捷聯式IMU單軸與雙軸翻滾
9.3.1捷聯式IMU單軸分度翻滾
9.3.2捷聯式IMU雙軸分度翻滾
9.4旋轉調製的局限性
9.5平台在翻滾條件下的漂移角速度
9.5.1殼體翻滾失準角
9.5.2陀螺坐標系與平台坐標系
9.5.3平台漂移角速度
9.6調製平均後平台坐標系中的比力計算
9.7旋轉調製系統的Ce微分方程
9.8旋轉調製系統的姿態角及其誤差計算
9.8.1姿態角計算
9.8.2姿態角誤差分析
9.9靜電陀螺監控器原理與分析
9.9.1基本工作原理
9.9.2空間穩定平台標稱運動軌跡
9.9.3平台漂移誤差角計算
9.9.4誤差分析

第10章系統初始對準與標定
10.1基本原理
10.2自動調平技術
10.3陀螺羅經法方位對準
10.4空間穩定平台粗對準
10.5捷聯式系統解析法初始對準
10.6本地水平系統最優初始對準和標定
10.6.1系統誤差模型
10.6.2觀測變數為平台水平傾角
10.6.3觀測變數為速度誤差
10.6.4觀測變數為位置誤差
10.7空間穩定系統精對準與標定
10.7.1系統誤差模型
10.7.2能觀性分析
10.7.3卡爾曼濾波器設計
10.7.4對準誤差分析
10.8捷聯式系統傳遞對準
10.8.1導航方程
10.8.2卡爾曼濾波器
10.8.3校正指令生成
10.8.4桿臂效應和運載體振動影響

第11章水平阻尼與系統重調
11.1水平速度阻尼迴路設計
11.2舒拉阻尼迴路特性
11.2.1穩態誤差
11.2.2頻率回響
11.3匹配濾波與變阻尼技術
11.4本地水平系統確定性重調方法
11.4.1系統重調誤差模型
11.4.2GPS三點校方案
11.4.3星光跟蹤器兩點校方案
11.5本地水平系統最優重調
11.5.1重調濾波器設計
11.5.2重調控制指令生成
11.6空間穩定系統重調
11.6.1系統重調誤差模型
11.6.2GPS二點校方案
11.6.3星光跟蹤器一點校方案
11.6.4外參考速度校方案

第12章系統誤差係數標校
12.1誤差係數標校的重要性
12.2框架角零位與加速度計粗標定
12.2.1框架角感測器零位標定
12.2.2加速度計組合件測量方程
12.2.3平台18位置旋轉次序表
12.2.4加速度計標度因數和偏置計算
12.2.5框架角零位誤差計算
12.2.6加速度計安裝誤差計算
12.3加速度計組合件誤差精標定
12.4陀螺儀安裝誤差標定
12.4.1極軸陀螺安裝誤差標定
12.4.2赤道陀螺安裝誤差標定
12.5陀螺殼體翻滾失準角標定
12.5.1姿態角誤差標定法
12.5.2擾動比力標定法
12.6系統級誤差係數標定
12.6.1比力誤差法
12.6.2姿態角誤差法
12.6.3經緯度位置誤差法
12.6.4加速度計誤差與平台誤差分離算法

中英文對照索引

參考文獻

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