內容簡介
慣性導航技術是飛彈控制專業領域的一門重要專業基礎課程。本書介紹了慣性導航的基本原理和相關技術，包括陀螺儀的基本理論、慣性儀表陀螺儀、慣性儀表加速度計、慣性儀表誤差建模及標定測試、 捷聯慣導系統、平台式慣導系統以及慣性導航技術在飛彈武器上的套用等。本書在理論聯繫實際的基礎上，注重基本理論的闡述與分析，可作為飛彈控制工程專業本科生和研究生的教材，也可供涉及慣性導航技術方面工作的工程技術人員參考。
目錄
第1章 概述1
1.1 基本概念1
1.2 慣性導航的特點2
1.3 慣性導航技術的發展史2
1.4 慣性導航技術中的常用坐標系9
1.4.1 慣性參考坐標系9
1.4.2 地球坐標系10
1.4.3 地理坐標系10
1.4.4 地平坐標系12
1.4.5 運載體坐標系14
思考題16
第2章 陀螺儀基本理論18
2.1 陀螺儀的定義及分類18
2.1.1 陀螺儀的定義18
2.1.2 陀螺儀的分類18
2.2 剛體轉子陀螺儀的基本理論19
2.2.1 剛體轉子陀螺儀的原理結構19
2.2.2 二自由度陀螺儀的運動現象20
2.2.3 二自由度陀螺儀的基本特性20
2.2.4 單自由度陀螺儀的基本特性28
2.2.5 二自由度陀螺儀的運動方程31
2.2.6 單自由度陀螺儀的運動方程37
2.2.7 二自由度陀螺儀的基本運動特性分析40
2.2.8 單自由度陀螺儀的基本運動特性分析47
思考題50
第3章 慣性儀表陀螺儀52
3.1 典型剛體轉子陀螺儀52
3.1.1 三浮陀螺儀52
3.1.2 靜電陀螺儀58
3.1.3 動力調諧陀螺儀65
3.2 新型陀螺儀71
3.2.1 光學陀螺儀71
3.2.2 振動陀螺儀82
3.2.3 原子陀螺儀87
思考題88
第4章 慣性儀表加速度計90
4.1 加速度的測量原理90
4.1.1 比力與比力方程90
4.1.2 加速度計的基本結構94
4.2 液浮擺式加速度計97
4.2.1 液浮擺式加速度計的工作原理97
4.2.2 浮子擺的靜平衡問題99
4.2.3 擺性ML的選擇101
4.3 撓性加速度計102
4.3.1 撓性加速度計的結構組成和工作原理102
4.3.2 石英撓性加速度計的結構組成和工作原理104
4.4 矽微加速度計107
4.5 振梁式加速度計109
4.6 陀螺積分加速度計111
4.6.1 陀螺積分加速度計的組成及工作原理112
4.6.2 形成擺性mL的幾種方法114
思考題114
第5章 慣性儀表誤差建模及標定115
5.1 基本概念115
5.2 陀螺儀誤差模型115
5.2.1 單自由度陀螺儀的靜態誤差數學模型115
5.2.2 單自由度陀螺儀的動態誤差數學模型118
5.3 加速度計誤差模型119
5.3.1 加速度計的靜態誤差數學模型119
5.3.2 加速度計的動態誤差數學模型123
5.4 慣性儀表誤差的標定測試123
5.4.1 陀螺儀靜態漂移誤差係數標定123
5.4.2 加速度計誤差係數標定126
思考題126
第6章 捷聯慣導系統128
6.1 概述128
6.2 基於四元數法的姿態更新129
6.2.1 四元數的基本理論129
6.2.2 基於四元數的姿態矩陣求解132
6.3 捷聯慣導系統的導航計算136
6.3.1 捷聯慣組輸出誤差模型136
6.3.2 質心運動方程139
思考題140
第7章 陀螺穩定平台慣導系統141
7.1 陀螺穩定平台組成及工作原理143
7.1.1 基本組成143
7.1.2 單軸陀螺穩定平台147
7.1.3 三軸陀螺穩定平台150
7.1.4 四環三軸陀螺穩定平台152
7.2 平台式慣導系統的基本原理156
7.2.1 慣導系統中的幾個概念159
7.2.2 指北方位慣導系統171
7.2.3 自由方位慣導系統174
7.2.4 游移方位慣導系統179
7.2.5 解析式慣導系統182
思考題186
第8章 慣性導航在飛彈武器上的套用187
8.1 陀螺儀的套用187
8.1.1 角位移的測量187
8.1.2 角速度與角加速度的測量196
8.2 加速度計的套用203
8.3 平台式慣導系統的初始對準及誤差分析206
8.3.1 概述206
8.3.2 靜基座慣導系統誤差方程207
8.3.3 單迴路的初始對準208
8.4 捷聯式慣導系統的初始對準及誤差分析215
8.5 慣性定位/定向系統218
8.5.1 慣性定位定向系統218
8.5.2 垂直陀螺儀218
8.5.3 方向陀螺儀219
8.5.4 陀螺尋北儀219
8.5.5 慣性傾斜儀220
附錄221
附錄1 定點轉動剛體角位置的表示方法221
附錄2 動量矩、動量矩定理及歐拉動力學方程225
附錄3 科里奧利加速度、絕對加速度與比力方程232
附錄4 地球參考橢球及地球重力場特性236
附錄5 二自由度陀螺儀的靜態誤差數學模型242
參考文獻244"
