无陀螺惯性导航技术_周红进，许江宁，覃方君著_9787118114232

　　《无陀螺惯性导航技术》旨在介绍实现无陀螺惯性导航必须解决的一些关键技术。其中：第1章介绍无陀螺惯性导航技术的发展历程和现状；第2章介绍无陀螺惯性导航系统的基本原理，主要是利用加速度计通过杆臂效应测量刚体角运动参数的原理和方法、典型的加速度计配置方案，也介绍了课题组研制的无陀螺惯性测量试验装置；第3章介绍无陀螺惯性导航系统进行自主初始对准和借助外部信息辅助初始对准的技术方法；第4章介绍无陀螺惯性导航系统的姿态解算技术，主要介绍基于四元数法设计姿态解算算法的流程和注意事项；第5章对无陀螺惯性导航系统的主要惯性元件加速度计的噪声特性分析和降噪技术进行比较研究，推导了非标准观测噪声条件下的卡尔曼滤波基本方程；第6章分析了加速度计安装误差对导航参数解算的影响，提出了一种简化快捷的加速度计安装误差校准方法；第7章介绍无陀螺惯导与GPS进行组合导航的方法，包括EKF、UKF和PF等非线性滤波方法。

惯性导航是牛顿三大运动定律在现代导航领域的一项重要应用。惯性导航分别利用加速度计和陀螺测量载体的线运动参数（加速度）和角运动参数（角速度或角加速度），在已知载体初始条件（初始时刻位置、速度等）的基础上进行推算，从而得到后续时刻的位置、速度、姿态等信息。
　　一直以来，惯性导航系统（简称惯导）使用陀螺敏感地球自转角速度和测量载体的角运动参数，使用加速度计测量载体的线运动参数。从刚体运动的本质规律来讲，刚体存在角运动时，刚体上的质点也必然存在线运动，这就是刚体上的质点到刚体转动中心的杆臂效应。也就是说，利用杆臂效应，可以通过敏感质点线运动参数（如加速度）测量载体的角运动参数（角速度或角加速度）。基于这一认识，1967年，科研人员提出利用加速度计设计无陀螺惯性导航系统（Gyro-free Inertial Navigation System，GFINS）（简称无陀螺惯导）。早期加速度计的性能较低，通过杆臂效应测量载体角运动参数难以满足惯性导航系统设计要求，无陀螺惯导的研制难以实现。进入21世纪，陀螺和加速度计的制造技术、工艺都取得巨大的进步，加速度计的性能也得到了显著提高，主流加速度计的分辨力达到了l0-6g。相比陀螺，加速度计具备性能可靠、维护简单、体积小、成本低廉的更大优势。因此，无陀螺惯性导航技术研究重新受到科研人员的重视。
　　本书旨在介绍实现无陀螺惯性导航必须解决的一些关键技术。其中：第1章介绍无陀螺惯性导航技术的发展历程和现状；第2章介绍无陀螺惯性导航系统的基本原理，主要是利用加速度计通过杆臂效应测量刚体角运动参数的原理和方法、典型的加速度计配置方案，也介绍了课题组研制的无陀螺惯性测量试验装置（Gyro-free Inertial Measurement Unit.GFIMU）；第3章介绍无陀螺惯性导航系统进行自主初始对准和借助外部信息辅助初始对准的技术方法；第4章介绍无陀螺惯性导航系统的姿态解算技术，主要介绍基于四元数法设计姿态解算算法的流程和注意事项；第5章对无陀螺惯性导航系统的主要惯性元件加速度计的噪声特性分析和降噪技术进行比较研究，推导了非标准观测噪声条件下的卡尔曼滤波基本方程；第6章分析了加速度计安装误差对导航参数解算的影响，提出了一种简化快捷的加速度计安装误差校准方法；第7章介绍无陀螺惯导与GPS进行组合导航的方法，包括EKF、UKF和PF等非线性滤波方法。

你还可能感兴趣

我要评论