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第1部分 导航基础知识1

第1章 惯性导航概述1

1.1 什么是惯性导航1

1.2 惯性导航发展概况2

1.2.1 捷联惯性导航发展现状2

1.2.2 调制型惯性导航发展现状3

1.2.3 无源组合导航发展现状5

第2章 坐标系基础知识8

2.1 坐标系定义8

2.2 坐标系间关系10

第3章 惯性导航系统基本工作原理及误差建模分析12

3.1 惯性导航系统基本原理12

3.2 惯性导航系统误差传播方程13

3.3 惯性导航系统误差源分类14

第2部分 调制型惯性导航系统16

第4章 调制型惯性导航系统基本原理与误差分析16

4.1 调制型惯性导航系统基本原理16

4.1.1 旋转调制基本原理16

4.1.2 旋转调制误差源分类18

4.2 旋转机构转动精度对旋转调制影响分析19

4.2.1 旋转机构角变速运动对旋转调制影响及抵消方法19

4.2.2 单轴旋转转台倾角对旋转调制影响及测量方法25

4.3 旋转机构测角精度对旋转调制影响分析30

4.3.1 旋转机构测角延迟影响分析30

4.3.2 旋转机构测角精度影响分析33

4.4 载体角运动对旋转调制影响分析34

4.4.1 载体角运动与调制轴垂直35

4.4.2 载体角运动与调制轴同向36

4.4.3 载体角运动对旋转调制影响仿真分析37

第5章 相对地理坐标系旋转的调制技术研究39

5.1 惯性组件输出误差模型39

5.2 相对地理坐标系旋转的旋转方案设计原则41

5.2.1 陀螺仪常值漂移抵消原则41

5.2.2 陀螺仪刻度因数误差抵消原则44

5.2.3 陀螺仪安装误差抵消原则51

5.2.4 惯性组件误差项抵消原则57

5.3 单轴旋转调制型惯性导航系统技术研究58

5.3.1 单轴旋转调制正反转停方案58

5.3.2 单轴转停调制系统误差方程60

5.4 双轴旋转调制型惯性导航系统技术研究67

5.4.1 双轴旋转调制正反转停方案67

5.4.2 双轴转停调制系统误差方程71

第6章 相对地球自转轴旋转的调制技术研究78

6.1 相对地球自转轴调制技术的提出78

6.1.1 相对地球自转轴旋转调制目的78

6.1.2 地球转速抵消原则80

6.1.3 IMU定轴转动性质80

6.2 相对地球自转轴旋转方案设计原则82

6.2.1 陀螺常值漂移抵消原则82

6.2.2 陀螺刻度因数误差抵消原则87

6.2.3 陀螺安装误差抵消原则88

6.3 相对地球自转轴旋转调制型惯性导航系统89

6.3.1 相对地球自转轴旋转调制方案设计89

6.3.2 相对地球自转轴调制下惯性组件调制特性92

6.3.3 相对地球自转轴旋转调制方案实现方法98

6.3.4 相对地球自转轴旋转调制导航信息误差特性99

第7章 基于罗经原理/Butterworth滤波器的姿态／速度误差抑制技术研究100

7.1 旋转调制阻尼技术需要解决问题100

7.1.1 基于串联校正的阻尼技术基本原理100

7.1.2 串联校正阻尼技术频域分析102

7.2 基于罗经原理的旋转调制姿态误差抑制算法研究105

7.2.1 罗经回路对准基本原理105

7.2.2 基于罗经原理的罗经法姿态解算107

7.2.3 基于罗经原理的姿态误差抑制算法设计110

7.2.4 罗经参数与阻尼系数等效关系116

7.3 基于Butterworth滤波器的速度误差抑制算法研究120

7.3.1 速度振荡误差抑制方法121

7.3.2 Butterworth滤波器设计121

7.4 基于双程序解算的调制型惯性导航系统123

7.5 双导航解算程序陀螺误差估算方法124

7.5.1 陀螺仪误差项估算基本原理124

7.5.2 陀螺仪误差六位置估算方法125

第3部分 组合导航128

第8章 调制型惯性导航／星敏感器组合导航方案128

8.1 星敏感器基本原理128

8.2 星敏感器误差特性分析129

8.3 调制型惯性导航／星敏感器组合导航方案建立131

8.3.1 基于卡尔曼滤波的信息融合方案131

8.3.2 基于信息耦合的信息融合方案133

8.4 位置未知条件下的惯性／星敏感器粗对准方法137

8.4.1 传统惯性导航粗校准基本原理137

8.4.2 加速度计输出模型建立及投影转换138

8.4.3 基于星敏感器／加速度计的粗对准技术140

第9章 船用星敏感器抗环境干扰误差抑制技术142

9.1 基于ADE-BPNN的信息延迟补偿方法142

9.1.1 自适应差分进化神经网络基本原理143

9.1.2 基于ADE-BPNN的姿态预测技术149

9.2 基于PSO-BPNN的系统观测量预测技术152

9.2.1 基于粒子群优化算法的BP神经网络基本原理153

9.2.2 基于PSO BPNN的系统观测量预测技术156

第10章 调制型惯性导航／计程仪组合导航方案160

10.1 计程仪基本原理与误差特性分析160

10.1.1 计程仪基本原理160

10.1.2 计程仪误差特性分析160

10.2 调制型惯性导航／计程仪组合导航方案163

10.2.1 组合导航基本原理与可观测性分析163

10.2.2 能观测性分解与运动路径设计167

10.2.3 基于自适应量测噪声抑制的组合导航方法170

第11章 基于调制型惯性导航／计程仪的计程仪误差抑制技术179

11.1 基于双导航解算程序的DVL常值误差估算方法179

11.1.1 DVL常值测速误差在罗经算法中的影响179

11.1.2 DVL常值误差估算方法研究186

11.1.3 DVL误差估算精度分析188

11.2 基于自适应联邦滤波的多传感器信息融合技术189

11.2.1 基于自适应信息分配因子的联邦滤波算法189

11.2.2 多传感器抗干扰信息融合技术193

附录A197

附录B199

参考文献201