出版信息
書名飛行器定位與導航技術
書號978-7-118-09769-6
作者吳傑、安雪瀅、鄭偉
出版時間2015年1月
譯者
版次1版1次
開本16
裝幀平裝
出版基金
頁數175
字數208
中圖分類V448
叢書名
定價39.00
內容簡介
本書以衛星、飛彈、飛機等飛行器為套用背景，介紹了天文、慣性、地基無線電、衛星四種導航技術的基本原理，考慮地球不規則運動的協定慣性、協定地球等常用坐標系，以及世界時、原子時等常用時間系統， 重點講述了衛星導航技術、機載捷聯慣性/衛星組合導航技術，以及彈載平台慣性/星敏感器組合導航技術。衛星導航技術中包括偽距單點絕對定位、偽距差分相對定位、載波相位差分精密相對定位等方法，以及精度分析、載波相位整周模糊度求解、完好性監測等內容。本書可作為大專院校飛行器設計等專業的研究生教材，也可作為相關科研人員的參考書。
目錄
第1章緒論1
1.1導航的概念及其分類 1
1.2導航技術發展簡史 2
1.2.1天文導航2
1.2.2地基無線電導航4
1.2.3慣性導航5
1.2.4衛星導航6
1.2.5組合導航7
1.3現代導航技術發展趨勢 7
思考題 9
第2章常用坐標系與時間系統10
2.1地球的運動 10
2.1.1基本概念10
2.1.2地球的不規則運動11
2.2協定天球坐標系與協定地球坐標系 13
2.2.1天球坐標系及其轉換關係13
2.2.2地球坐標系及其轉換關係16
2.3常用衛星導航坐標系 19
2.4其他常用坐標系 20
2.5常用時間系統 22
2.5.1世界時系統22
2.5.2原子時系統24
2.5.3頻率誤差與時鐘誤差25
思考題 26
第3章天文導航基本原理27
3.1地面天文導航 27
3.1.1單星方位與天頂距測量定位27
3.1.2雙星天頂距測量定位28
3.1.3恆星方位聯測定向29
3.2幾何法定位 30
3.2.1主要測量值及其測量方程30
3.2.2近天體與恆星間角距測量定位32
3.2.3星光折射測量定位33
3.3動力學方法定軌 35
3.4天體方位測量定姿 37
3.5X射線脈衝星導航基本原理 38
3.5.1X射線脈衝星導航的發展歷程及其特點38
3.5.2X射線脈衝星定位基本原理39
3.6常用天文導航敏感器及設備 40
思考題 44
第4章慣性導航基本原理45
4.1平台式慣性導航 45
4.2單自由度陀螺 46
4.3加速度計 49
4.4捷聯慣性導航 51
4.5直線勻加速運動條件下的慣導誤差簡要分析 52
4.6慣性器件測量誤差模型 53
4.6.1常值誤差、與線加速度和角速度有關的誤差53
4.6.2隨機誤差54
4.6.3測量誤差建模小結55
4.7慣性器件及慣導系統 56
思考題 59
第5章地基無線電導航基本原理61
5.1地基無線電水平定向 61
5.2地基無線電水平定位 63
5.3地基無線電空中定位 64
5.4羅蘭—C導航系統簡介 65
思考題 66
第6章衛星導航基本原理67
6.1衛星定位與授時 67
6.2衛星定速 68
6.3衛星定姿 68
6.4雙星定位 70
6.5衛星導航系統簡介 71
思考題 74
第7章衛星導航信號及其測量原理75
7.1偽隨機噪聲碼及測距原理 75
7.1.1偽隨機噪聲碼的特點及測距原理75
7.1.2二進制序列及其運算76
7.1.3m序列78
7.1.4m序列統計特性80
7.1.5GPS偽隨機測距碼82
7.1.6BDS偽隨機測距碼83
7.2導航電文 83
7.3導航衛星信號結構 85
7.4都卜勒頻移測量 86
7.5載波相位測量 88
思考題 90
第8章衛星導航方法及精度分析92
8.1依據廣播星曆計算衛星位置和速度 92
8.1.1傾斜軌道衛星位置計算92
8.1.2傾斜軌道衛星速度計算95
8.1.3靜止地球軌道衛星位置計算96
8.1.4靜止地球軌道衛星速度計算97
8.2大氣層傳播延遲誤差模型 98
8.2.1電離層延遲誤差98
8.2.2對流層延遲誤差99
8.3偽距單點定位及精度分析 100
8.3.1偽距測量方程及其求解方法100
8.3.2偽距單點定位精度分析102
8.4偽距變率單點定速及精度分析 103
8.4.1偽距變率測量方程及其求解方法103
8.4.2偽距變率單點定速精度分析104
8.5位置與偽距差分定位 105
8.5.1位置差分定位105
8.5.2偽距差分定位106
8.6速度與偽距變率差分定速 109
8.7局域與廣域差分定位系統 110
8.8自主完好性監測 112
思考題 115
第9章衛星導航精密相對定位116
9.1載波相位測量數學模型 116
9.1.1載波相位測量方程116
9.1.2考慮電離層、對流層傳播時延誤差的載波相位測量方程117
9.1.3載波相位差分測量方程119
9.2載波相位雙差相對定位及精度分析 120
9.3載波相位雙差整周模糊度求解 123
9.3.1由偽距及載波相位求解模糊度浮點解124
9.3.2最小二乘降相關整周搜尋125
9.3.3雙頻或多頻載波相位雙差整周模糊度求解130
9.4周跳探測與修復 131
9.4.1周跳探測方法131
9.4.2周跳修複方法134
思考題 134
第10章機載捷聯慣性/衛星組合導航135
10.1組合導航的必要性及其分類 135
10.2機載捷聯慣性/衛星組合導航系統總體方案 137
10.3機載SINS動態初始粗對準 138
10.3.1旋轉四元數約束方程138
10.3.2旋轉四元數約束方程的求解140
10.4MIMU測量誤差模型 143
10.5動力學模型及狀態參數時間更新 143
10.5.1狀態微分方程143
10.5.2狀態微分方程的積分145
10.6誤差狀態方程及誤差狀態時間更新 146
10.6.1誤差狀態參數的選擇146
10.6.2誤差狀態微分方程147
10.6.3誤差狀態離散方程及誤差狀態預報148
10.7GNSS測量方程及誤差狀態測量更新 149
10.7.1GNSS測量方程149
10.7.2誤差狀態測量更新150
10.7.3狀態補償150
10.8試驗結果 151
思考題 152
第11章彈載平台慣性/星敏感器組合導航153
11.1套用背景及系統總體方案 153
11.2純慣性導航及飛彈命中精度簡要分析 153
11.3平台慣性/星敏感器組合導航及飛彈命中精度分析 154
11.4最佳導航星方向及其獲取方法 156
思考題 159
附錄A四元數與旋轉變換160
A.1四元數定義 160
A.2四元數運算法則 160
A.3四元數運算規律 161
A.4矩陣形式的四元數乘法 161
A.5共軛四元數、單位四元數與倒數四元數 161
A.6旋轉四元數定律 162
A.7坐標系旋轉變換 163
A.8旋轉單位四元數微分方程 164
附錄B浮點殘差二次型最小解與最小二乘解的等價性166
附錄C陀螺儀白噪聲隨機過程的方差170
C.1白噪聲連續隨機過程的方差 170
C.2離散化隨機過程的方差 170
附錄D英文縮略詞表172
參考文獻 174"
