應用捷聯(lián)慣導系統(tǒng)分析

第1章 引言 1.1 捷聯(lián)慣導技術的發(fā)展與現(xiàn)狀 1.2 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的基本原理 1.3 本書的內(nèi)容第2章 數(shù)學基礎 2.1 常用坐標系及其轉換 2.1.1 導航坐標系定義 2.1.2 矢量運算及坐標系變換 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)之間的轉換 2.2.6 姿態(tài)旋轉速率方程 2.3 地球參數(shù) 2.3.1 地球有關參數(shù) 2.3.2 地球有關參數(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 卡爾曼增益矩陣計算 2.4.3 誤差狀態(tài)協(xié)方差矩陣計算 2.4.4 誤差控制方程 第一部分 系統(tǒng)運行分析第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 導航坐標系的選擇 3.2 三種坐標系下的系統(tǒng)導航方程 3.2.1 N坐標系下的系統(tǒng)導航方程 3.2.2 E坐標系下的系統(tǒng)導航方程 3.2.3 I坐標系下的系統(tǒng)導航方程第4章 系統(tǒng)初始化分析 4.1 靜基座姿態(tài)對準 4.1.1 粗對準 4.1.2 精對準 4.1.3 基于卡爾曼濾波器的精對準實現(xiàn) 4.1.4 精對準結束時殘余傾斜影響的消除 4.2 動基座姿態(tài)對準 4.2.1 采用E坐標系下觀測信息的動基座傳遞對準 4.2.2 采用N坐標系下觀測信息的動基座傳遞對準 4.2.3 速度匹配與積分速度匹配機制的比較分析 4.3 N坐標系初始化 4.3.1 基于游動方位角設定的N坐標系姿態(tài)初始化 4.3.2 基于變換矩陣直接修正的N坐標系姿態(tài)初始化第5章 導航解算方法分析 5.1 姿態(tài)解算算法 5.1.1 B坐標系旋轉更新 5.1.2 L坐標系旋轉更新 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 慣性器件補償算法 6.1.1 慣性器件誤差特性和補償模型 6.1.2 慣性器件誤差補償系數(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償算法 6.2.1 陀螺儀角增量輸出補償算法 6.2.2 加速度計速度增量輸出補償算法 6.3 慣性器件脈沖輸出量化誤差補償算法 6.3.1 脈沖計算殘差補償 6.3.2 回轉死區(qū)補償 6.3.3 脈沖量化誤差補償形式 6.4 加速度計尺度效應誤差補償算法 6.4.1 尺度效應補償 6.4.2 劃槳尺度效應補償 6.4.3 用于尺度效應算法項的器件補償 6.5 慣性器件組件的安裝誤差補償 6.6 慣性器件誤差補償對應的殘差模型第7章 導航誤差分析 7.1 誤差微分方程 7.1.1 基本導航誤差參數(shù) 7.1.2 導航誤差微分方程 7.2 器件誤差和初始對準誤差對導航精度的影響 7.2.1 導航誤差微分方程的動態(tài)特征響應 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航誤差 7.2.3 系統(tǒng)在旋轉姿態(tài)下由常值慣性器件誤差引起的導航誤差 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航位置誤差 7.2.5 由慣性器件輸出隨機噪聲引起的導航誤差 7.3 振動干擾對導航解算誤差的影響 7.3.1 正弦振動引起的系統(tǒng)響應 7.3.2 基于器件正弦振動輸入的系統(tǒng)響應 7.3.3 隨機振動引起的系統(tǒng)響應第8章 初始對準誤差分析 8.1 靜基座精對準誤差方程 8.2 由常值慣性器件誤差引起的初始對準誤差 8.3 由斜坡加速度誤差引起的初始對準誤差 8.4 慣性器件誤差對初始對準精度和導航精度的影響 8.5 由慣性器件隨機誤差和載體晃動干擾引起的初始對準姿態(tài)誤差 8.5.1 靜基座精對準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 9.1.3 慣性器件誤差計算的實現(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 9.2.3 慣性器件誤差計算的實現(xiàn)方法 9.3 系統(tǒng)級陀螺儀輸出隨機噪聲測試 9.3.1 測試流程 9.3.2 陀螺儀輸出隨機噪聲測試的解析基礎 9.3.3 基于重復對準測試的陀螺儀輸出隨機噪聲計算實現(xiàn)方法 9.3.4 基于連續(xù)式對準測試的陀螺儀輸出隨機噪聲計算實現(xiàn)方法 9.4 捷聯(lián)旋轉測試 9.4.1 測試流程 9.4.2 捷聯(lián)旋轉測試的解析基礎 9.4.3 慣性器件標定誤差計算的實現(xiàn)方法常用符號表參考文獻