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第一部分 惯性技术基础篇3

第1章 惯性技术基础知识3

1.1 坐标系3

1.1.1 日心惯性坐标系和地心惯性坐标系3

1.1.2 地球坐标系和地理坐标系4

1.1.3 载体坐标系和平台坐标系4

1.1.4 坐标系间的矢量变换5

1.2 惯性仪表5

1.3 舒勒原理6

1.4 惯性导航系统简介7

1.4.1 平台式惯性导航系统简介7

1.4.2 捷联式惯性导航系统简介8

1.5 大地测量的作用10

1.5.1 地球引力场和重力场10

1.5.2 大地水准面11

1.5.3 参考椭球体11

第2章 惯性仪表12

2.1 陀螺仪12

2.1.1 旋转飞轮式陀螺仪及陀螺力学原理12

2.1.2 光学陀螺仪16

2.1.3 振动陀螺仪19

2.2 加速度计22

2.2.1 概述22

2.2.2 线运动的测量22

2.2.3 力反馈摆式加速度计23

2.2.4 固态加速度计25

第3章 陀螺稳定平台系统32

3.1 光电吊舱陀螺稳定系统32

3.1.1 系统组成33

3.1.2 系统模型建立34

3.1.3 系统参数37

3.1.4 力矩电机参数核算38

3.1.5 系统模型40

3.1.6 吊舱陀螺稳定系统期望动态特性41

3.1.7 方位轴PID校正与分析41

3.2 船用三轴稳定平台48

3.2.1 三轴稳定平台的结构48

3.2.2 三轴稳定平台控制系统组成48

3.2.3 三轴稳定平台稳定控制系统动态模型50

3.2.4 系统模型参数52

3.2.5 三轴稳定平台的解算模型52

第4章 电控陀螺罗经57

4.1 自由陀螺仪主轴的视运动57

4.2 电控罗经的无阻尼运动58

4.3 电控罗经无阻尼运动的理论分析60

4.4 电控罗经的垂直阻尼65

4.5 电控罗经的速度和纬度修正68

4.6 陀螺漂移产生的误差及补偿69

4.7 CLP-2YG型电罗经操作规程70

第5章 快速寻北仪72

5.1 寻北仪的组成和结构72

5.2 理想寻北仪原理73

5.3 陀螺仪有常值漂移时的寻北计算75

5.4 平台不水平时的寻北计算75

5.4.1 陀螺坐标系与地理坐标系之间的关系75

5.4.2 重力加速度分解及平台倾角计算76

5.4.3 偏北角γ的计算77

5.5 带方位保持功能的寻北仪78

第6章 磁通门技术80

6.1 基本原理80

6.2 双铁芯探头磁通门82

6.3 磁通门罗经系统的测角原理83

6.4 磁通门电路84

6.4.1 磁通门探头的输出特性84

6.4.2 磁通门电路的功能和基本环节84

6.5 航向角的解算86

6.5.1 编码式航向—数字转换87

6.5.2 跟踪式航向—数字转换88

6.6 磁通门罗经的补偿91

6.6.1 磁通门罗经误差的简要分析91

6.6.2 磁通门罗经系统的自差补偿算法92

第7章 捷联式惯性系统96

7.1 捷联系统基本结构96

7.2 捷联惯性导航算法97

7.2.1 姿态更新97

7.2.2 速度计算105

7.2.3 经纬度和高度计算107

7.2.4 导航计算流程107

7.3 捷联惯导系统的标定107

7.3.1 数学模型108

7.3.2 惯性器件标定方案设计111

第二部分 惯性技术基础实验篇125

实验一 旋转飞轮式陀螺仪基本特性演示实验125

实验二 光电吊舱稳定回路校正演示实验128

实验三 船用双轴稳定平台演示实验130

第三部分 惯性技术综合实验篇135

实验四 陀螺罗经无阻尼振荡实验135

实验五 陀螺罗经阻尼振荡实验138

实验六 平台水平时的寻北实验140

实验七 平台水平时考虑常值漂移的寻北实验146

实验八 平台不水平时的寻北实验149

实验九 陀螺导航仪的方位保持实验152

实验十 磁通门硬磁自差的校正补偿实验155

实验十一 磁通门软磁自差的校正补偿实验158

实验十二 捷联惯导系统的24位置加速度计标定实验161

实验十三 捷联惯导系统的48位置加速度计标定实验165

实验十四 光纤陀螺速率实验167

实验十五 加速度计零位误差修正实验169

实验十六 加速度计和陀螺场外标定实验171

实验报告一 陀螺罗经的无阻尼振荡实验173

实验报告二 陀螺罗经的阻尼振荡实验177

实验报告三 平台水平时的寻北实验179

实验报告四 平台水平时考虑常值漂移的寻北实验181

实验报告五 平台不水平时的寻北实验183

实验报告六 陀螺导航仪的方位保持实验185

实验报告七 磁通门硬磁自差的校正补偿实验187

实验报告八 磁通门软磁自差的校正补偿实验189

实验报告九 捷联惯导系统的24位置加速度计标定实验191

实验报告十 捷联惯导系统的48位置加速度计标定实验193

实验报告十一 光纤陀螺速率实验195

实验报告十二 加速度计零位误差修正实验197

实验报告十三 加速度计和陀螺场外标定实验199

参考文献201