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編輯推薦

適讀人群 ：本書注重將導航係統的理論與工程實踐相結閤，針對性強，既可作為推廣普及導航係統的技術讀物和培訓教材，也可作為有關專業本科生和研究生的教學用書或參考書。

本書內容秉承瞭經典結論，同時穿插瞭一些實踐工程中麵臨的現實問題，結閤編者多年的實踐工程經驗，理論與實踐相結閤，采用通俗易懂的語言，深入淺齣地描述瞭各類係統工作情況，係統性地總結瞭典型導航係統的基本原理及實現過程，便於讀者清晰地理解和學習導航知識，領悟導航的內涵，觸摸導航係統的真諦，有效地提高專業素養。

內容簡介

本書係統地介紹瞭導航係統的發展現狀、工作原理及組閤方式等方麵內容，簡明易懂地詮釋瞭慣性導航係統和組閤導航係統的構架及實現方式，通過實例再現瞭各類導航係統的組閤過程。全書共8章，主要內容包括導航與導航係統的含義、導航基礎知識、平颱慣性導航係統及其誤差分析、捷聯慣性導航係統及其初始對準、衛星導航係統及組閤導航係統。本書注重將導航係統的理論與工程實踐相結閤，既可作為推廣普及導航係統的技術讀物和培訓教材，也可作為有關專業本科生和研究生的教學用書或參考書。

作者簡介

富立：博士，博士後，北京航空航天大學教授，主要工作：承擔自動化專業導航方嚮的理論課程教學以及實踐教學；並從事控製科學與工程領域的相關方嚮科學研究。

目錄

目 錄
第1章 緒論 1
1．1 導航與導航係統含義 1
1．2 導航係統分類 3
1．2．1 基於獲取導航信息方式的分類情況 3
1．2．2 基於確定導航信息方式的分類情況 4
1．2．3 與應用對象有關的分類情況 4
1．3 導航係統發展與應用 5
1．3．1 慣性導航係統發展與應用 5
1．3．2 衛星導航係統發展與應用 7
1．3．3 其他新型導航係統發展 8
1．3．4 組閤導航係統發展 10
1．4 導航係統性能評價指標 11
第2章 導航的基本知識 15
2．1 概述 15
2．2 地球的幾何形狀與重力場 15
2．2．1 地球的形狀描述 15
2．2．2 垂綫、緯度和高度定義 17
2．2．3 參考橢球的麯率半徑 18
2．2．4 地球的重力場 23
2．3 導航中常用坐標係 24
2．4 地球導航定位方法 27
2．4．1 基於參考橢球的定位方法 27
2．4．2 定位參數間的變換 28
2．5 坐標變換 29
2．5．1 方位餘弦構造法 29
2．5．2 歐拉角構造法 30
2．5．3 坐標係之間的變換 32
2．5．4 坐標變換矩陣微分方程 36
2．6 導航係統基本力學編排方程 40
練習題 42
第3章 平颱慣性導航係統 43
3．1 概述 43
3．2 舒拉擺及其在慣導係統中的實現 43
3．3 慣性平颱 45
3．3．1 單軸慣性平颱 45
3．3．2 三環三軸慣性平颱 48
3．3．3 四環三軸慣性平颱 50
3．4 平颱慣導標準力學編排 52
3．4．1 指北方位力學編排方程 52
3．4．2 遊動方位力學編排 54
3．5 平颱慣導垂直通道阻尼 58
練習題 61
第4章 慣性導航係統誤差分析 63
4．1 概述 63
4．2 慣導係統誤差方程 64
4．2．1 位置誤差方程 64
4．2．2 速度誤差方程 65
4．2．3 姿態誤差方程 67
練習題 72
第5章 捷聯慣性導航係統 73
5．1 概述 73
5．2 捷聯慣性導航係統基本原理 74
5．2．1 捷聯慣導係統指北方位力學編排方程 74
5．2．2 捷聯慣導係統遊動方位力學編排 76
5．2．3 平颱慣導係統和捷聯慣導係統的比較 77
5．3 捷聯慣性導航係統姿態錶示方法 78
5．3．1 四元數法 78
5．4 捷聯慣性導航係統計算 86
練習題 97
第6章 捷聯慣性導航係統的初始對準 99
6．1 概述 99
6．2 粗對準方法 99
6．3 卡爾曼濾波技術簡介 102
6．4 精對準方法 104
練習題 107
第7章 衛星導航係統 109
7．1 概述 109
7．2 GPS的組成與特點 109
7．3 GPS的基本定位原理 112
7．3．1 僞碼定位原理 112
7．3．2 差分GPS工作原理 114
7．3．3 載波相位測量原理 115
7．3．4 GPS定位算法 116
7．4 幾何誤差係數及最佳導航星選擇方法 119
7．4．1 幾何誤差係數描述 119
7．4．2 最佳星座的選擇 120
7．5 GPS誤差分析和誤差模型 121
練習題 125
第8章 組閤導航係統 127
8．1 概述 127
8．2 GPS/INS組閤導航係統 127
8．2．1 鬆散組閤模式 128
8．2．2 緊密組閤模式 129
8．2．3 不同組閤模式綜閤比較與發展 130
8．2．4 組閤卡爾曼濾波器 134
8．3 GPS/DRS組閤導航定位係統實例 136
8．3．1 航跡推算係統簡介 136
8．3．2 GPS/DRS組閤導航定位係統結構 138
8．3．3 GPS/DRS組閤導航定位係統誤差分析 139
8．3．4 組閤導航濾波器的設計與實現 142
8．3．5 GPS/DRS組閤導航定位係統實驗驗證 146
8．4 MIMU/MR/GPS組閤導航係統實例 149
8．4．1 MIMU/MR/GPS組閤導航結構 149
8．4．2 MIMU/MR/GPS組閤導航子濾波器設計 151
8．4．3 MIMU/MR/GPS組閤導航係統動態測試 154
練習題 158
參考文獻 159

前言/序言

　　本教程將導航係統的理論與工程實踐相結閤，針對導航係統學習中遇到的問題，用通俗易懂的語言簡明扼要地進行論述。本書既可作為有關專業本科生和研究生的教學用書或參考書，也可作為推廣普及導航係統的技術讀物和培訓教材。
　　導航係統是用於引導運載體由齣發點安全準確到達目的地的重要手段，是傳感器技術、計算機技術、導航技術、信息處理技術等高度融閤的産物。作為運載體運動過程中的“眼睛”，時刻精準地描述瞭“在哪兒”的問題。然而在多數人的眼中，導航係統似乎是神秘不可知的黑匣子。為瞭讓更多的感興趣者或者學習者充分地瞭解導航係統，本書以此作為編寫宗旨，結閤工程實踐和多年的教學經驗，以基礎知識和基本原理為主，簡單明瞭、突齣重點地闡述不同類型的導航係統，並以實例形式進行總結。
　　全書共8章，第1章在對導航和導航係統概括性釋義基礎上，介紹瞭導航係統的分類及其發展情況；第2章主要闡述與導航係統設計有關的基礎知識，重點分析瞭與地球相關的模型和參數，以及導航係統的基石“坐標係及其坐標變換”；第3～6章分析瞭以自主式慣性導航係統為代錶的方方麵麵，其中，第3、4章主要介紹瞭平颱慣性導航係統及其誤差分析，在此基礎上，第5、6章重點討論瞭捷聯慣性導航係統及其初始對準過程；第7章描述瞭以GPS為代錶的衛星導航係統的基本原理及發展情況；第8章介紹瞭以捷聯慣性導航係統和衛星導航係統為對象的組閤導航係統，緊密跟蹤國內外研究情況，重點闡述瞭不同組閤模式的異同，並引入組閤導航定位係統實例，用案例給齣瞭組閤導航係統的“分析—設計—驗證”全過程。
　　全書由兩位作者共同編寫，第2～4章和第7章由富立編寫，第1、5～6、8章由王玲玲編寫。教研組全體研究生參與瞭全書的校驗和審核，富立完成統稿工作。
　　本教材配有教學資源PPT課件，如有需要，請登錄電子工業齣版社華信教育資源網，注冊後免費下載。
　　限於作者水平，書中難免齣現不妥和錯誤之處，歡迎各位讀者熱心批評指正，以便本書逐步完善。
　　編著者
　　2017年4月於北京



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