出版信息
書名自主導航技術
書號978-7-118-10607-7
作者胡小平
出版時間2016年2月
譯者
版次1版1次
開本16
裝幀平裝
出版基金
頁數287
字數352
中圖分類TN96
叢書名導航技術系列教材
定價65.00
內容簡介
本書比較系統地講述了自主導航的基礎理論與套用技術。全書共分六章, 前三章簡要介紹自主導航的基本概念、慣性導航和天文導航的基礎知識,後三章主要論述慣性/ 衛星和慣性/ 特徵匹配組合導航技術,以及慣性/ 多感測器組合導航技術在陸、海、空等領域的套用案例。本書力求反映自主導航技術的最新理論成果和套用現狀,突出基礎理論與工程實踐的結合。本書適於作為導航技術及相關專業的研究生教材,也可作為相關專業技術人員的參考書。
目錄
第1章緒論………………………………………………………………………1
1.1導航的基本概念…………………………………………………………1
1.2常用坐標系………………………………………………………………2
1.2.1常用坐標系的定義……………………………………………3
1.2.2坐標轉換矩陣…………………………………………………5
1.3時間系統…………………………………………………………………6
參考文獻………………………………………………………………………8
第2章慣性導航…………………………………………………………………9
2.1基本原理…………………………………………………………………9
2.1.1慣性導航的基本概念…………………………………………9
2.1.2平台式慣性導航系統的基本原理……………………………10
2.1.3捷聯式慣性導航系統的基本原理……………………………12
2.2慣性導航力學編排方程………………………………………………13
2.2.1速度微分方程———比力方程…………………………………13
2.2.2位置微分方程…………………………………………………16
2.2.3平台式慣性導航系統的平台指令角速度……………………16
2.2.4捷聯慣性導航姿態微分方程…………………………………17
2.2.5極區慣性導航力學編排方程…………………………………23
2.3捷聯慣性導航算法……………………………………………………29
2.3.1姿態更新算法…………………………………………………30
2.3.2速度更新算法…………………………………………………46
2.3.3位置更新算法…………………………………………………54
2.3.4捷聯慣性導航算法的新發展…………………………………54
2.4慣性導航系統誤差分析………………………………………………55
2.4.1慣性器件誤差模型……………………………………………55
2.4.2捷聯慣性導航系統誤差模型…………………………………64
2.4.3慣性導航系統誤差特性分析…………………………………68
2.4.4慣性導航系統的精度評估……………………………………73
2.5慣性導航系統標定……………………………………………………78
2.5.1基於高精度轉台的標定………………………………………78
2.5.2基於模觀測的標定……………………………………………84
2.5.3系統級標定……………………………………………………89
2.6慣性導航系統初始對準………………………………………………92
2.6.1初始對準基本原理……………………………………………92
2.6.2自對準…………………………………………………………92
2.6.3傳遞對準………………………………………………………99
參考文獻……………………………………………………………………103
第3章天文導航………………………………………………………………105
3.1球面天文學的基本概念………………………………………………106
3.1.1天球與天球坐標……………………………………………106
3.1.2天體的視運動………………………………………………108
3.1.3天文年曆與天文鐘…………………………………………110
3.2航海天文導航…………………………………………………………111
3.2.1航海天文定位………………………………………………111
3.2.2航海天文定向………………………………………………118
3.2.3太陽偏振光定向原理………………………………………122
3.3航天天文導航…………………………………………………………130
3.3.1航天天文導航的位置面……………………………………131
3.3.2航天天文導航的簡化量測方程……………………………134
3.3.3脈衝星導航原理……………………………………………149
參考文獻……………………………………………………………………155
第4章慣性/衛星組合導航…………………………………………………156
4.1引言……………………………………………………………………156
4.1.1衛星導航系統………………………………………………156
4.1.2衛星定位方式………………………………………………157
4.1.3衛星導航的主要誤差源……………………………………158
4.1.4慣性/衛星組合導航…………………………………………161
4.2慣性/衛星組合方程…………………………………………………165
4.2.1慣性/衛星松組合導航方程…………………………………166
4.2.2慣性/衛星緊組合導航方程…………………………………170
4.2.3慣性/衛星深組合導航方程…………………………………171
4.2.4組合方式的比較分析………………………………………176
4.2.5基於軟體接收機的組合導航………………………………180
4.3慣性/衛星組合定姿…………………………………………………181
4.3.1衛星載波相位定姿原理……………………………………182
4.3.2定姿模糊度求解……………………………………………187
4.3.3慣性/衛星重調式組合定姿…………………………………190
4.3.4慣性/衛星濾波式組合定姿…………………………………192
4.4Micro-PNT技術……………………………………………………196
4.4.1套用需求……………………………………………………196
4.4.2Micro-PNT的關鍵技術……………………………………197
參考文獻……………………………………………………………………199
第5章慣性/特徵匹配組合導航……………………………………………200
5.1基本方法………………………………………………………………201
5.1.1適配性分析…………………………………………………201
5.1.2特徵匹配及組合導航算法…………………………………207
5.2慣性/地形匹配組合導航……………………………………………212
5.2.1高度測量感測器……………………………………………212
5.2.2TERCOM系統………………………………………………214
5.2.3SITAN系統…………………………………………………214
5.3慣性/圖像匹配組合導航……………………………………………218
5.3.1圖像感測器…………………………………………………218
5.3.2圖像匹配技術………………………………………………221
5.3.3圖像匹配結果及組合模型…………………………………222
5.4慣性/地磁匹配組合導航……………………………………………224
5.4.1地磁場特徵…………………………………………………225
5.4.2地球位場延拓方法…………………………………………226
5.4.3地磁測量誤差補償方法……………………………………232
5.4.4慣性/地磁匹配組合導航水下試驗案例……………………236
5.5慣性/重力匹配組合導航……………………………………………240
5.5.1地球重力場…………………………………………………240
5.5.2重力測量……………………………………………………242
5.5.3重力匹配EKF模型…………………………………………243
5.5.4典型系統……………………………………………………246
參考文獻……………………………………………………………………248
第6章慣性基組合導航套用案例……………………………………………249
6.1組合導航算法…………………………………………………………249
6.1.1最小二乘算法………………………………………………249
6.1.2卡爾曼濾波算法……………………………………………251
6.2陸用自主導航…………………………………………………………252
6.2.1陸用慣導系統的零速修正…………………………………253
6.2.2陸用慣性導航系統行進間初始對準………………………256
6.2.3典型案例……………………………………………………259
6.3潛航器自主導航………………………………………………………264
6.3.1都卜勒計程儀測速原理……………………………………265
6.3.2都卜勒計程儀參數標定……………………………………266
6.3.3INS/DVL自主導航濾波器模型……………………………266
6.3.4典型案例……………………………………………………269
6.4水面艦艇自主導航……………………………………………………272
6.4.1慣導系統初始對準和標校…………………………………273
6.4.2典型案例……………………………………………………275
6.5制導航彈組合導航……………………………………………………278
6.5.1系統設計……………………………………………………279
6.5.2制導航彈組合導航算法……………………………………280
6.5.3典型案例……………………………………………………282
參考文獻……………………………………………………………………287
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