應(yīng)用捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)分析

第1章 引言 1.1 捷聯(lián)慣導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 1.2 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的基本原理 1.3 本書的內(nèi)容第2章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 2.1 常用坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換 2.1.1 導(dǎo)航坐標(biāo)系定義 2.1.2 矢量運(yùn)算及坐標(biāo)系變換 2.2 姿態(tài)描述方法 2.2.1 方向余弦矩陣 2.2.2 等效旋轉(zhuǎn)矢量 2.2.3 歐拉角 2.2.4 姿態(tài)參考四元數(shù) 2.2.5 姿態(tài)參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換 2.2.6 姿態(tài)旋轉(zhuǎn)速率方程 2.3 地球參數(shù) 2.3.1 地球有關(guān)參數(shù) 2.3.2 地球有關(guān)參數(shù)的近似線性化 2.4 卡爾曼濾波 2.4.1 卡爾曼濾波一般框架 2.4.2 卡爾曼增益矩陣計(jì)算 2.4.3 誤差狀態(tài)協(xié)方差矩陣計(jì)算 2.4.4 誤差控制方程 第一部分 系統(tǒng)運(yùn)行分析第3章 系統(tǒng)基本原理 3.1 基本方程 3.1.1 姿態(tài)微分方程 3.1.2 速度微分方程 3.1.3 位置微分方程 3.1.4 導(dǎo)航坐標(biāo)系的選擇 3.2 三種坐標(biāo)系下的系統(tǒng)導(dǎo)航方程 3.2.1 N坐標(biāo)系下的系統(tǒng)導(dǎo)航方程 3.2.2 E坐標(biāo)系下的系統(tǒng)導(dǎo)航方程 3.2.3 I坐標(biāo)系下的系統(tǒng)導(dǎo)航方程第4章 系統(tǒng)初始化分析 4.1 靜基座姿態(tài)對準(zhǔn) 4.1.1 粗對準(zhǔn) 4.1.2 精對準(zhǔn) 4.1.3 基于卡爾曼濾波器的精對準(zhǔn)實(shí)現(xiàn) 4.1.4 精對準(zhǔn)結(jié)束時殘余傾斜影響的消除 4.2 動基座姿態(tài)對準(zhǔn) 4.2.1 采用E坐標(biāo)系下觀測信息的動基座傳遞對準(zhǔn) 4.2.2 采用N坐標(biāo)系下觀測信息的動基座傳遞對準(zhǔn) 4.2.3 速度匹配與積分速度匹配機(jī)制的比較分析 4.3 N坐標(biāo)系初始化 4.3.1 基于游動方位角設(shè)定的N坐標(biāo)系姿態(tài)初始化 4.3.2 基于變換矩陣直接修正的N坐標(biāo)系姿態(tài)初始化第5章 導(dǎo)航解算方法分析 5.1 姿態(tài)解算算法 5.1.1 B坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)更新 5.1.2 L坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)更新 5.1.3 姿態(tài)四元數(shù)歸一化 5.2 速度解算算法 5.2.1 重力／科里奧利加速度引起的速度增量 5.2.2 比力加速度引起的速度增量 5.3 位置解算算法 5.3.1 簡單位置解算算法 5.3.2 高精度位置解算算法 5.4 算法與更新速率的選擇 第二部分 系統(tǒng)誤差分析第6章 慣性器件誤差分析 6.1 慣性器件補(bǔ)償算法 6.1.1 慣性器件誤差特性和補(bǔ)償模型 6.1.2 慣性器件誤差補(bǔ)償系數(shù)的確定 6.1.3 慣性器件刻度因子非線性分析 6.2 慣性器件增量輸出補(bǔ)償算法 6.2.1 陀螺儀角增量輸出補(bǔ)償算法 6.2.2 加速度計(jì)速度增量輸出補(bǔ)償算法 6.3 慣性器件脈沖輸出量化誤差補(bǔ)償算法 6.3.1 脈沖計(jì)算殘差補(bǔ)償 6.3.2 回轉(zhuǎn)死區(qū)補(bǔ)償 6.3.3 脈沖量化誤差補(bǔ)償形式 6.4 加速度計(jì)尺度效應(yīng)誤差補(bǔ)償算法 6.4.1 尺度效應(yīng)補(bǔ)償 6.4.2 劃槳尺度效應(yīng)補(bǔ)償 6.4.3 用于尺度效應(yīng)算法項(xiàng)的器件補(bǔ)償 6.5 慣性器件組件的安裝誤差補(bǔ)償 6.6 慣性器件誤差補(bǔ)償對應(yīng)的殘差模型第7章 導(dǎo)航誤差分析 7.1 誤差微分方程 7.1.1 基本導(dǎo)航誤差參數(shù) 7.1.2 導(dǎo)航誤差微分方程 7.2 器件誤差和初始對準(zhǔn)誤差對導(dǎo)航精度的影響 7.2.1 導(dǎo)航誤差微分方程的動態(tài)特征響應(yīng) 7.2.2 系統(tǒng)在恒定姿態(tài)下由常值慣性器件誤差引起的導(dǎo)航誤差 7.2.3 系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)姿態(tài)下由常值慣性器件誤差引起的導(dǎo)航誤差 7.2.4 系統(tǒng)在恒定姿態(tài)下由常值慣性器件誤差引起的長時間導(dǎo)航位置誤差 7.2.5 由慣性器件輸出隨機(jī)噪聲引起的導(dǎo)航誤差 7.3 振動干擾對導(dǎo)航解算誤差的影響 7.3.1 正弦振動引起的系統(tǒng)響應(yīng) 7.3.2 基于器件正弦振動輸入的系統(tǒng)響應(yīng) 7.3.3 隨機(jī)振動引起的系統(tǒng)響應(yīng)第8章 初始對準(zhǔn)誤差分析 8.1 靜基座精對準(zhǔn)誤差方程 8.2 由常值慣性器件誤差引起的初始對準(zhǔn)誤差 8.3 由斜坡加速度誤差引起的初始對準(zhǔn)誤差 8.4 慣性器件誤差對初始對準(zhǔn)精度和導(dǎo)航精度的影響 8.5 由慣性器件隨機(jī)誤差和載體晃動干擾引起的初始對準(zhǔn)姿態(tài)誤差 8.5.1 靜基座精對準(zhǔn)卡爾曼濾波器的誤差狀態(tài)空間模型 8.5.2 觀測噪聲和過程噪聲同時存在時的協(xié)方差響應(yīng)分析 第三部分 系統(tǒng)測試分析第9章 慣性器件測試分析 9.1 舒勒調(diào)諧測試 9.1.1 測試流程 9.1.2 舒勒調(diào)諧測試的解析基礎(chǔ) 9.1.3 慣性器件誤差計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法 9.2 捷聯(lián)漂移測試 9.2.1 測試流程 9.2.2 捷聯(lián)漂移測試的解析基礎(chǔ) 9.2.3 慣性器件誤差計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法 9.3 系統(tǒng)級陀螺儀輸出隨機(jī)噪聲測試 9.3.1 測試流程 9.3.2 陀螺儀輸出隨機(jī)噪聲測試的解析基礎(chǔ) 9.3.3 基于重復(fù)對準(zhǔn)測試的陀螺儀輸出隨機(jī)噪聲計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法 9.3.4 基于連續(xù)式對準(zhǔn)測試的陀螺儀輸出隨機(jī)噪聲計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法 9.4 捷聯(lián)旋轉(zhuǎn)測試 9.4.1 測試流程 9.4.2 捷聯(lián)旋轉(zhuǎn)測試的解析基礎(chǔ) 9.4.3 慣性器件標(biāo)定誤差計(jì)算的實(shí)現(xiàn)方法常用符號表參考文獻(xiàn)