全書共分6章。分別介紹了定位定向技術(shù)基礎(chǔ)理論,陀螺儀、加速度計、地磁傳感器和天體敏感器等自主定位定向元件,慣性穩(wěn)定器及慣性定向裝置、數(shù)字式磁羅盤和天文定向系統(tǒng),捷聯(lián)式慣導系統(tǒng)的機械編排、初始對準、動基座自對準和傳遞對準、地磁定位和天文定位算法,捷聯(lián)慣導系統(tǒng)誤差及其傳播特性、導航解算、卡爾曼濾波技術(shù)等自主定位定向系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計,并介紹了自主定位定向技術(shù)的各種實際應(yīng)用。
第1章 定位定向基礎(chǔ)知識
1.1 基本概念
1.2 地球參考橢球及地球重力場特性
1.2.1 地球的形狀和時間的定義
1.2.2 垂線、緯度、高程的定義
1.2.3 地球重力場特性
1.3 地球磁場特性
1.3.1 地球磁場的要素及其分布特征
1.3.2 地球磁場的解析模式
1.3.3 地球磁場變化特性
1.4 恒星特性及天球坐標系
1.4.1 恒星的特性
1.4.2 天球及天球坐標系
1.4.3 星表及星圖識別技術(shù)
1.5 載體的空間位置和姿態(tài)的描述
1.5.1 常用坐標系
1.5.2 剛體的空間角位置描述
1.5.3 坐標系之間的變換、載體位置、姿態(tài)和方位的確定
1.6 導航技術(shù)
1.6.1 慣性導航
1.6.2 地磁導航
1.6.3 天文導航
思考與練習
第2章 自主定位定向器件
2.1 陀螺儀
2.1.1 陀螺效應(yīng)
2.1.2 陀螺儀的分類與發(fā)展趨勢
2.1.3 陀螺儀原理
2.1.4 陀螺儀的技術(shù)指標及漂移分析
2.2 加速度計
2.2.1 哥氏加速度、絕對加速度和比力
2.2.2 加速度計的分類和發(fā)展趨勢
2.2.3 加速度計原理
2.2.4 加速度計的技術(shù)指標及誤差分析
2.3 地磁傳感器
2.3.1 磁羅經(jīng)技術(shù)
2.3.2 磁通門技術(shù)
2.3.3 直感式地磁導航系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)
2.3.4 地磁測量誤差模型及其補償
2.4 天體敏感器
2.4.1 天體敏感器的分類
2.4.2 航海六分儀和空間六分儀
思考與練習
第3章 自主定向系統(tǒng)
3.1 舒勒原理
3.1.1 數(shù)學擺跟蹤垂線的舒勒原理
3.1.2 物理擺跟蹤垂線的舒勒原理
3.2 姿態(tài)穩(wěn)定器
3.2.1 單軸穩(wěn)定器基本原理
3.2.2 三軸穩(wěn)定平臺
3.2.3 四平衡環(huán)系統(tǒng)
3.3 慣性定向系統(tǒng)
3.3.1 陀螺地平儀
3.3.2 陀螺尋北儀
3.4 地磁定向系統(tǒng)
3.4.1 磁定向基本原理
3.4.2 數(shù)字式磁羅盤基本組成和原理
3.4.3 數(shù)字式磁羅盤的誤差分析及補償
3.5 天文定向系統(tǒng)
3.5.1 天文定向系統(tǒng)基本原理
3.5.2 天文定向系統(tǒng)誤差分析
思考與練習
第4章 自主定位系統(tǒng)
4.1 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)
4.1.1 組成和算法概述
4.1.2 姿態(tài)矩陣的更新計算
4.1.3 三通道捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的計算
4.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的初始對準
4.2.1 粗對準
4.2.2 卡爾曼濾波法精對準
4.3 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的動基座傳遞對準
4.3.1 主、子慣導誤差
4.3.2 傳遞對準中的匹配量
4.4 地磁定位系統(tǒng)
4.4.1 地球磁場組成及分布描述
4.4.2 地磁匹配定位系統(tǒng)算法原理
4.4.3 地磁輔助慣性組合導航方法
4.5 天文定位系統(tǒng)
4.5.1 多星定位算法原理及誤差分析
4.5.2 單星定位算法原理及誤差分析
4.5.3 多敏感器融合定位算法原理
思考與練習
第5章 系統(tǒng)誤差方程與導航解算
5.1 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的誤差
5.1.1 速度誤差和位置誤差方程
5.1.2 姿態(tài)誤差方程
5.1.3 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的誤差傳播特性
5.2 導航解算
5.2.1 姿態(tài)計算
5.2.2 加速度矢量變換算法
5.2.3 導航算法
5.3 卡爾曼濾波與輔助導航計算
5.3.1 卡爾曼濾波簡單推導
5.3.2 幾種最優(yōu)估計和卡爾曼濾波基本方程
5.3.3 卡爾曼濾波中的技術(shù)處理
5.3.4 卡爾曼濾波理論在自主定位定向系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用
5.3.5 卡爾曼濾波的推廣
思考與練習
第6章 自主定位定向技術(shù)的應(yīng)用
6.1 大地測量
6.2 鐵路檢軌
6.3 陀螺測斜儀和陀螺經(jīng)緯儀
6.4 車輛穩(wěn)定系統(tǒng)
6.5 攝像陀螺儀
6.6 船舶慣性導航系統(tǒng)
6.7 自動駕駛儀
6.8 導彈滾轉(zhuǎn)被動控制(陀螺舵)
6.9 飛機彈射座椅
6.10 搜救機器人
6.11 個人自主航位推算
6.12 消費電子
附錄 常用符號術(shù)語及定位定向技術(shù)參數(shù)常用單位
參考文獻