《捷聯慣導和GPS緊組合及系統誤差補償技術》是2019年09月01日科學出版社出版的圖書，作者是韓松來等。
基本介紹
- 書名：捷聯慣導和GPS緊組合及系統誤差補償技術
- 作者：韓松來等
- ISBN：9787030623218
- 頁數：165
- 定價：78.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年09月01日
- 裝幀：平脊精裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書在介紹組合導航的基本理論和方法的基礎上，著重圍繞捷聯慣導和GPS的緊組合技術以及系統誤差補償技術，系統總結了相關的經典和前沿方法，以及作者所提出的一系列新方法、新技術。深入分析了載波相位時間差分的性能特徵，首次提出了基於載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導的緊組合導航方案；首次提出了慣性感測器隨機誤差的等價建模理論，並套用於組合導航中隨機誤差的線上補償；深入研究了GPS輔助的捷聯慣導動基座初始對準方法，提出了大航向誤差條件下動基座對準方法。最終，通過實驗驗證了上述所研究方法的精度性能和可靠性。
圖書目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 全球定位系統的基本原理與誤差特性 1
1.1.1 GPS定位的基本要素 1
1.1.2 GPS定位的方法 2
1.1.3 GPS的誤差源和誤差特性 5
1.2 捷聯慣導系統的基本原理與誤差特性 9
1.2.1 捷聯慣導的算法 9
1.2.2 捷聯解算中的坐標系 11
1.2.3 捷聯慣導的誤差源和誤差特性 12
1.3 GPS和捷聯慣導組合導航系統的原理與研究現狀 15
1.3.1 GPS和捷聯慣導的互補特性 15
1.3.2 GPS和捷聯慣導進行組合的數學工具 16
1.3.3 GPS和捷聯慣導組合導航系統的研究現狀 17
第2章 載波相位時間差分的分析及其在導航中的套用研究 20
2.1 載波相位的特點及載波相位時間差分的概念與分析 20
2.1.1 GPS偽距和載波相位的誤差分析與比較 20
2.1.2 載波相位在導航中套用的條件分析 22
2.1.3 載波相位時間差分的概念與性能分析 23
2.2 載波相位時間差分的觀測方程推導與分析 24
2.2.1 載波相位時間差分的觀測方程推導 25
2.2.2 周跳對載波相位時間差分觀測量的影響及其處理方法探討 27
2.3 由載波相位時間差分解算精密速度的試驗研究 28
2.3.1 基於載波相位時間差分的精密速度解算方法 28
2.3.2 由載波相位時間差分解算的精密速度的誤差分析 30
2.3.3 由載波相位時間差分解算精密速度的試驗研究 32
2.4 載波相位時間差分和捷聯慣導的緊組合導航系統的試驗研究 34
2.4.1 載波相位時間差分和捷聯慣導緊組合導航系統的方案設計 35
2.4.2 載波相位時間差分和捷聯慣導緊組合導航系統的試驗結果 36
2.4.3 載波相位時間差分和捷聯慣導組合的優勢及問題分析 38
第3章 基於載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導的組合導航新方案設計與實現 40
3.1 實現載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導組合的數學工具探討 40
3.1.1 雙速卡爾曼濾波 42
3.1.2 雙速卡爾曼濾波的優點 44
3.2 載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導組合導航系統的方案設計 44
3.2.1 基於雙速卡爾曼濾波的系統組合方案設計 45
3.2.2 系統組合方案設計中待解決的問題探討 46
3.3 誤差方程推導的擾動分析方法研究 47
3.3.1 坐標變換矩陣的擾動規律 47
3.3.2 矢量的擾動規律 49
3.3.3 標量的擾動規律 49
3.4 基於慣導誤差方程的雙速卡爾曼濾波系統方程推導 49
3.4.1 慣導誤差方程的概述及討論 50
3.4.2 慣性感測器的測量誤差建模 51
3.4.3 重力誤差建模 52
3.4.4 GPS天線相位中心和捷聯慣導間的桿臂誤差建模 53
3.4.5 雙速卡爾曼濾波系統方程的狀態空間表達式 53
3.5 基於載波相位時間差分的高速卡爾曼濾波測量方程推導 55
3.5.1 載波相位時間差分的觀測方程的矩陣表達式推導 55
3.5.2 載波相位時間差分的觀測方程的擾動分析 56
3.5.3 高速卡爾曼濾波測量方程的狀態空間表達式 60
3.6 基於偽距的低速卡爾曼濾波測量方程推導 60
3.6.1 經過誤差補償的偽距觀測方程 61
3.6.2 偽距觀測方程的擾動分析 61
3.6.3 低速卡爾曼濾波測量方程的狀態空間表達式 63
第4章 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償理論與試驗研究 64
4.1 慣性感測器中隨機誤差的建模方法研究 64
4.1.1 慣性感測器中隨機誤差建模的傳統方法討論 64
4.1.2 慣性感測器中隨機誤差的辨識方法探討 66
4.1.3 慣性感測器中隨機誤差建模的新方法 68
4.2 慣性感測器中有色噪聲的隨機微分方程描述 70
4.2.1 推導有色噪聲的隨機微分方程描述的一般步驟 70
4.2.2 零偏不穩定性的隨機微分方程描述推導 72
4.2.3 隨機遊走的隨機微分方程描述推導 72
4.2.4 斜坡誤差的隨機微分方程描述推導 73
4.3 慣性感測器中有色噪聲的等價建模理論研究 74
4.3.1 隨機微分方程的等價性定理及其證明 74
4.3.2 慣性感測器中多種有色噪聲的等價模型推導 76
4.4 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償方法研究 78
4.4.1 在組合導航中補償慣性感測器隨機誤差的可行性分析 78
4.4.2 慣性感測器隨機誤差線上補償的總體方案設計 80
4.4.3 慣性感測器中白噪聲的處理方法探討 82
4.4.4 慣性感測器中量化噪聲的處理方法研究 83
4.4.5 慣性感測器中有色噪聲的補償方法研究 86
4.5 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償試驗研究 89
4.5.1 試驗測試的方法與步驟 89
4.5.2 慣性感測器隨機誤差參數的確定 90
4.5.3 慣性感測器中隨機誤差的處理與建模 91
4.5.4 動態測試的結果與分析 91
本章附錄 93
附錄一 引理A的證明 93
附錄二 引理B的證明 96
附錄三 等價性定理的證明 97
第5章 GPS輔助的捷聯慣導動基座初始對準新方法及試驗研究 98
5.1 捷聯慣導動基座初始對準技術概述 98
5.1.1 捷聯慣導動基座初始對準的基本特點 98
5.1.2 本章待研究的兩個問題 99
5.2 捷聯慣導大航向誤差條件下的動基座初始對準方法研究 100
5.2.1 大航向誤差條件下動基座初始對準的一種經典方法分析 100
5.2.2 大航向誤差條件下一種新的動基座粗對準方法研究 102
5.2.3 動基座精對準方法研究 107
5.2.4 動基座初始對準的卡爾曼濾波校正方法探討 108
5.2.5 大航向誤差條件下動基座初始對準的試驗結果 109
5.3 載波相位時間差分輔助的捷聯慣導動基座初始對準方法研究 111
5.3.1 載波相位時間差分輔助的動基座初始對準方案設計 111
5.3.2 載波相位時間差分輔助的動基座初始對準試驗結果 114
本章附錄 116
第6章 車載導航試驗及分析 119
6.1 車載導航試驗的設備、目標與方案 119
6.1.1 車載導航試驗的試驗設備 119
6.1.2 車載導航試驗的目標與方案 120
6.2 車載導航系統的導航性能評估方法 123
6.2.1 評估車載導航系統性能的導航參考量 123
6.2.2 車載導航系統的滑行能力評估 123
6.2.3 車載導航系統的導航精度評估 124
6.3 導航參考量缺失情況下的導航誤差擬合 124
6.3.1 導航誤差擬合的方法 125
6.3.2 導航誤差擬合精度的試驗驗證 126
6.4 車載導航系統的滑行能力分析與比較 128
6.4.1 車載導航系統滑行能力的半仿真試驗分析 128
6.4.2 車載導航系統滑行能力的現場試驗分析 131
6.4.3 試驗結論及分析 135
6.5 車載導航系統的導航精度與誤差分析 136
6.5.1 車載導航試驗的靜態試驗結果 136
6.5.2 良性GPS觀測環境下的動態試驗結果 142
6.5.3 惡劣GPS觀測環境下的動態試驗結果 148
6.5.4 試驗結論及分析 154
參考文獻 156
第1章 緒論 1
1.1 全球定位系統的基本原理與誤差特性 1
1.1.1 GPS定位的基本要素 1
1.1.2 GPS定位的方法 2
1.1.3 GPS的誤差源和誤差特性 5
1.2 捷聯慣導系統的基本原理與誤差特性 9
1.2.1 捷聯慣導的算法 9
1.2.2 捷聯解算中的坐標系 11
1.2.3 捷聯慣導的誤差源和誤差特性 12
1.3 GPS和捷聯慣導組合導航系統的原理與研究現狀 15
1.3.1 GPS和捷聯慣導的互補特性 15
1.3.2 GPS和捷聯慣導進行組合的數學工具 16
1.3.3 GPS和捷聯慣導組合導航系統的研究現狀 17
第2章 載波相位時間差分的分析及其在導航中的套用研究 20
2.1 載波相位的特點及載波相位時間差分的概念與分析 20
2.1.1 GPS偽距和載波相位的誤差分析與比較 20
2.1.2 載波相位在導航中套用的條件分析 22
2.1.3 載波相位時間差分的概念與性能分析 23
2.2 載波相位時間差分的觀測方程推導與分析 24
2.2.1 載波相位時間差分的觀測方程推導 25
2.2.2 周跳對載波相位時間差分觀測量的影響及其處理方法探討 27
2.3 由載波相位時間差分解算精密速度的試驗研究 28
2.3.1 基於載波相位時間差分的精密速度解算方法 28
2.3.2 由載波相位時間差分解算的精密速度的誤差分析 30
2.3.3 由載波相位時間差分解算精密速度的試驗研究 32
2.4 載波相位時間差分和捷聯慣導的緊組合導航系統的試驗研究 34
2.4.1 載波相位時間差分和捷聯慣導緊組合導航系統的方案設計 35
2.4.2 載波相位時間差分和捷聯慣導緊組合導航系統的試驗結果 36
2.4.3 載波相位時間差分和捷聯慣導組合的優勢及問題分析 38
第3章 基於載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導的組合導航新方案設計與實現 40
3.1 實現載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導組合的數學工具探討 40
3.1.1 雙速卡爾曼濾波 42
3.1.2 雙速卡爾曼濾波的優點 44
3.2 載波相位時間差分、偽距和捷聯慣導組合導航系統的方案設計 44
3.2.1 基於雙速卡爾曼濾波的系統組合方案設計 45
3.2.2 系統組合方案設計中待解決的問題探討 46
3.3 誤差方程推導的擾動分析方法研究 47
3.3.1 坐標變換矩陣的擾動規律 47
3.3.2 矢量的擾動規律 49
3.3.3 標量的擾動規律 49
3.4 基於慣導誤差方程的雙速卡爾曼濾波系統方程推導 49
3.4.1 慣導誤差方程的概述及討論 50
3.4.2 慣性感測器的測量誤差建模 51
3.4.3 重力誤差建模 52
3.4.4 GPS天線相位中心和捷聯慣導間的桿臂誤差建模 53
3.4.5 雙速卡爾曼濾波系統方程的狀態空間表達式 53
3.5 基於載波相位時間差分的高速卡爾曼濾波測量方程推導 55
3.5.1 載波相位時間差分的觀測方程的矩陣表達式推導 55
3.5.2 載波相位時間差分的觀測方程的擾動分析 56
3.5.3 高速卡爾曼濾波測量方程的狀態空間表達式 60
3.6 基於偽距的低速卡爾曼濾波測量方程推導 60
3.6.1 經過誤差補償的偽距觀測方程 61
3.6.2 偽距觀測方程的擾動分析 61
3.6.3 低速卡爾曼濾波測量方程的狀態空間表達式 63
第4章 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償理論與試驗研究 64
4.1 慣性感測器中隨機誤差的建模方法研究 64
4.1.1 慣性感測器中隨機誤差建模的傳統方法討論 64
4.1.2 慣性感測器中隨機誤差的辨識方法探討 66
4.1.3 慣性感測器中隨機誤差建模的新方法 68
4.2 慣性感測器中有色噪聲的隨機微分方程描述 70
4.2.1 推導有色噪聲的隨機微分方程描述的一般步驟 70
4.2.2 零偏不穩定性的隨機微分方程描述推導 72
4.2.3 隨機遊走的隨機微分方程描述推導 72
4.2.4 斜坡誤差的隨機微分方程描述推導 73
4.3 慣性感測器中有色噪聲的等價建模理論研究 74
4.3.1 隨機微分方程的等價性定理及其證明 74
4.3.2 慣性感測器中多種有色噪聲的等價模型推導 76
4.4 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償方法研究 78
4.4.1 在組合導航中補償慣性感測器隨機誤差的可行性分析 78
4.4.2 慣性感測器隨機誤差線上補償的總體方案設計 80
4.4.3 慣性感測器中白噪聲的處理方法探討 82
4.4.4 慣性感測器中量化噪聲的處理方法研究 83
4.4.5 慣性感測器中有色噪聲的補償方法研究 86
4.5 GPS輔助的慣性感測器隨機誤差的線上補償試驗研究 89
4.5.1 試驗測試的方法與步驟 89
4.5.2 慣性感測器隨機誤差參數的確定 90
4.5.3 慣性感測器中隨機誤差的處理與建模 91
4.5.4 動態測試的結果與分析 91
本章附錄 93
附錄一 引理A的證明 93
附錄二 引理B的證明 96
附錄三 等價性定理的證明 97
第5章 GPS輔助的捷聯慣導動基座初始對準新方法及試驗研究 98
5.1 捷聯慣導動基座初始對準技術概述 98
5.1.1 捷聯慣導動基座初始對準的基本特點 98
5.1.2 本章待研究的兩個問題 99
5.2 捷聯慣導大航向誤差條件下的動基座初始對準方法研究 100
5.2.1 大航向誤差條件下動基座初始對準的一種經典方法分析 100
5.2.2 大航向誤差條件下一種新的動基座粗對準方法研究 102
5.2.3 動基座精對準方法研究 107
5.2.4 動基座初始對準的卡爾曼濾波校正方法探討 108
5.2.5 大航向誤差條件下動基座初始對準的試驗結果 109
5.3 載波相位時間差分輔助的捷聯慣導動基座初始對準方法研究 111
5.3.1 載波相位時間差分輔助的動基座初始對準方案設計 111
5.3.2 載波相位時間差分輔助的動基座初始對準試驗結果 114
本章附錄 116
第6章 車載導航試驗及分析 119
6.1 車載導航試驗的設備、目標與方案 119
6.1.1 車載導航試驗的試驗設備 119
6.1.2 車載導航試驗的目標與方案 120
6.2 車載導航系統的導航性能評估方法 123
6.2.1 評估車載導航系統性能的導航參考量 123
6.2.2 車載導航系統的滑行能力評估 123
6.2.3 車載導航系統的導航精度評估 124
6.3 導航參考量缺失情況下的導航誤差擬合 124
6.3.1 導航誤差擬合的方法 125
6.3.2 導航誤差擬合精度的試驗驗證 126
6.4 車載導航系統的滑行能力分析與比較 128
6.4.1 車載導航系統滑行能力的半仿真試驗分析 128
6.4.2 車載導航系統滑行能力的現場試驗分析 131
6.4.3 試驗結論及分析 135
6.5 車載導航系統的導航精度與誤差分析 136
6.5.1 車載導航試驗的靜態試驗結果 136
6.5.2 良性GPS觀測環境下的動態試驗結果 142
6.5.3 惡劣GPS觀測環境下的動態試驗結果 148
6.5.4 試驗結論及分析 154
參考文獻 156
