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秦永元 著

图书标签:

• 惯性导航
• 导航技术
• 姿态控制
• 传感器
• 算法
• 误差分析
• 系统设计
• 航空航天
• 自动控制
• 测量学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030394651

版次：02

商品编码：12295200

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材

开本：16开

出版时间：2018-01-01

页数：376

正文语种：中文

内容简介

转子陀螺力学基础，液浮积分陀螺、动力调谐陀螺、激光陀螺、摆式加速度计工作原理、误差分析；陀螺稳定平台工作原理、回路设计及误差分析；平台式惯导力学编排、误差分析、对准原理；捷联惯导导航算法，圆锥、划桨、涡卷误差补偿算法，抗干扰自对准和传递对准，极区导航。

目录

第二版前言
第一版前言
第1章 绪论
1.1 惯性技术的发展及现状
1.2 常用关系式

第一篇 惯性器件
第2章 陀螺仪
2.1 转子陀螺的力学原理
2.2 双自由度陀螺仪
2.3 单自由度陀螺仪
2.4 动力调谐陀螺仪
2.5 激光陀螺
2.6 光纤陀螺简介
第3章 摆式加速度计
3.1 加速度计简介
3.2 挠性摆式加速度计
习题一

第二篇 陀螺稳定平台
第4章 陀螺稳定平台工作原理
4.1 各类稳定平台简介
4.2 力矩装置和平台台体的传递函数
4.3 单轴陀螺稳定平台
第5章 三轴陀螺稳定平台
5.1 三轴平台简介
5.2 环架驱动信号的合理分配——方位坐标分解器和俯仰正割分解器
5.3 三轴平台工作原理分析
5.4 三轴平台的方位锁定原理
5.5 三轴平台的动力学方程和系统的传递函数阵
5.6 采用积分陀螺时三轴平台系统的输出轴耦合分析
5.7 三轴平台的误差分析
第6章 双轴陀螺稳定平台
6.1 稳定瞄准线的双轴稳定平台
6.2 水平式双轴稳定平台
习题二

第三篇 惯性导航系统原理
第7章 惯导系统中的基本关系
7.1 惯导系统的分类
7.2 地球的描述
7.3 休拉调谐
7.4 惯导系统的基本方程——比力方程
7.5 惯性高度通道的稳定性分析
第8章 平台式惯导系统
8.1 平台式惯导系统的力学编排
8.2 平台式惯导系统的误差分析
8.3 平台式惯导系统的初始对准
8.4 扩展导航参数解算和飞机转弯方式
第9章 捷联式惯导系统
9.1 概述
9.2 姿态更新计算的四元数算法
9.3 姿态更新计算的等效旋转矢量算法
9.4 锥运动环境下旋转矢量算法的优化
9.5 姿态更新的其他算法及各种算法的比较
9.6 捷联惯导系统的速度算法
9.7 捷联惯导系统的位置算法
9.8 捷联惯导系统的误差模型
9.9 捷联惯导系统抗干扰自对准
9.10 捷联惯导系统的动基座传递对准
9.11 捷联惯性器件的余度技术
第10章 极区惯性导航
10.1 极区平面惯性导航
10.2 极区横向经纬度惯性导航
10.3 极区格网惯性导航
习题三
参考文献

《惯性导航（第二版）》图书简介 一、 概述： 《惯性导航（第二版）》是一部系统深入探讨惯性导航技术及其应用的书籍。本书在第一版的基础上，全面更新了最新的理论研究成果、关键技术进展和实际工程应用案例，力求为读者提供一个关于惯性导航领域全面、详实且具有前瞻性的知识体系。全书结构清晰，逻辑严谨，从基础原理出发，逐步深入到复杂算法、系统集成和高精度实现，旨在为从事惯性导航相关研究、开发、工程应用及教学的专业人士提供一份不可或缺的参考。 二、 内容亮点与深度解析： 1. 理论基础的夯实与拓展： 本书开篇即对惯性导航的基本原理进行详尽阐述，包括惯性传感器的物理基础（如陀螺仪和加速度计的工作原理、误差来源）、导航坐标系（如地理坐标系、平台坐标系、载体坐标系）的转换关系，以及牛顿运动定律在惯性导航中的应用。不同于一般入门书籍的简略介绍，本书深入剖析了各种误差源的数学模型，如尺度因子误差、零偏误差、轴间耦合误差、温度敏感性等，并提供了相应的标定和补偿方法。 2. 核心算法的精进与创新： 本书花费大量篇幅深入讲解了惯性导航中的核心滤波算法，包括： 卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）及其变种： 详细阐述了标准卡尔曼滤波的理论框架，并重点介绍了扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter, EKF）、无迹卡尔曼滤波（Unscented Kalman Filter, UKF）在非线性系统中的应用。对这些算法的数学推导、状态方程和量测方程的构建、以及参数优化策略进行了深入分析。 粒子滤波（Particle Filter, PF）： 针对高动态、强非线性环境下的惯性导航问题，本书详细介绍了粒子滤波的原理、采样方法、重要性重采样等关键技术，并提供了相应的算法实现细节。 组合导航算法： 深入探讨了惯性导航与其他导航系统（如GPS/GNSS、磁力计、气压计、视觉里程计等）的组合导航策略。详细分析了不同传感器数据的融合方法，如松耦合、紧耦合以及更高级的深度融合技术，重点关注如何利用互补优势提高导航的精度、连续性和鲁棒性。 3. 关键技术与工程实现的深入探讨： 惯性测量单元（IMU）的精度提升与标定： 详细阐述了如何通过先进的制造工艺、精密的装配和先进的补偿算法来提高IMU的精度。对IMU的离线标定和在线标定方法进行了系统性介绍，包括不同标定方案的设计、标定数据的处理和误差评估。 高精度惯性导航系统的设计与集成： 探讨了如何设计满足特定应用需求的高精度惯性导航系统。这包括了硬件选型、系统架构设计、接口设计、数据处理流程以及系统级的性能测试与评估。 惯性导航在复杂环境下的应用： 针对陆地、海洋、航空、航天以及室内等不同应用场景，本书分析了惯性导航系统在这些环境下所面临的特有挑战，如地磁干扰、GPS信号丢失、运动轨迹复杂等，并提供了相应的解决方案和技术优化思路。 误差分析与性能评估： 强调了对惯性导航系统误差进行精确分析和量化评估的重要性。介绍了多种误差传播模型和性能评估指标，帮助读者理解和预测系统的实际导航精度。 4. 最新研究进展与前沿技术： 本书紧跟时代步伐，重点介绍了一些前沿的惯性导航技术和研究方向，例如： 无GPS/GNSS导航技术： 探讨了在GPS/GNSS信号不可用或受干扰的情况下，如何依靠惯性导航以及其他辅助传感器实现自主定位和导航，如视觉惯性导航（VINS）、激光雷达惯性导航（LINS）等。 人工智能与机器学习在惯性导航中的应用： 介绍了如何利用深度学习、神经网络等AI技术来改进IMU误差建模、数据融合、甚至是直接进行状态估计，以期获得更高的精度和鲁棒性。 低成本高精度惯性传感器的发展： 关注新兴的低成本MEMS惯性传感器技术，以及如何通过算法和系统设计来弥补其固有精度不足，使其在消费级和部分工业级应用中发挥作用。 三、 目标读者： 本书适合于以下人群： 高校学生： 学习导航制导、控制工程、电子工程、自动化等相关专业的本科生、硕士生和博士生。 科研人员： 从事惯性导航、组合导航、机器人导航、自动驾驶等领域研究的科研工作者。 工程技术人员： 在航空航天、船舶、汽车、无人系统、测绘、地质勘探等行业从事惯性导航系统设计、开发、集成和应用的工程师。 对惯性导航技术感兴趣的专业人士： 希望深入了解惯性导航原理、技术和应用的行业专家。 四、 阅读价值： 《惯性导航（第二版）》不仅仅是一本教材，更是一部集理论、技术、工程实践于一体的参考书。通过阅读本书，读者将能够： 建立扎实的理论基础： 深入理解惯性导航的物理原理、数学模型和核心算法。 掌握先进的技术方法： 学习如何设计、实现和优化惯性导航系统，以应对各种复杂应用场景。 洞察行业发展趋势： 了解惯性导航技术的最新研究进展和未来发展方向。 提升工程实践能力： 学习如何将理论知识转化为实际工程应用，解决实际问题。 本书以其全面性、深度和前瞻性，必将成为惯性导航领域专业人士的得力助手，助力他们在该领域取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

在阅读过程中，我发现书中关于系统仿真和测试的部分也格外详尽。这一点对于我们工程师来说至关重要，理论上的完美不等于实际中的可靠，有效的仿真和严谨的测试是保证系统成功的关键。《惯性导航(第二版)》在这方面提供了丰富的指导，让我能够更系统地进行系统设计和验证。

评分☆☆☆☆☆

我喜欢这本书的行文风格，它不像某些教科书那样枯燥乏味，而是充满了逻辑性和条理性。作者善于用生动形象的比喻来解释抽象的概念，这使得复杂的理论变得易于理解。比如，在讲解姿态解算时，作者用了一个非常巧妙的比喻，让我一下子就领悟了其中的奥秘，之前困扰我很久的这个问题迎刃而解。这种寓教于乐的方式，让学习过程变得更加愉快和高效。

评分☆☆☆☆☆

作为一本学术著作，其严谨性毋庸置疑。每一处公式推导都经过了仔细的考证，每一个结论都基于扎实的理论基础。这让我能够放心地将书中的知识应用于实际工作中，而不必担心其可靠性。同时，书中还引用了大量的参考文献，为我们提供了进一步深入研究的线索。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《惯性导航(第二版)》是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的优秀著作。它不仅适合惯性导航领域的专业人士，也对那些对该领域感兴趣的初学者有着极大的启发意义。这本书的价值，远远超出了其纸张的重量，它是我案头常备的宝典，也是我进行技术攻关时不可或缺的伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我欣赏的一点是，它并没有停留在理论层面，而是非常注重实践应用。书中的很多例子都来源于实际工程项目，那些曾经困扰过我的难题，在这本书里找到了清晰的解答思路。它不仅仅是知识的传递，更像是经验的分享，让我能够站在巨人的肩膀上，少走弯路。尤其是在误差分析和补偿部分，作者给出了许多实用的技巧和方法，这对于提高导航系统的精度至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书不仅仅是一本技术手册，更是一本思想的启迪者。它让我重新审视了惯性导航的本质，以及它在现代科技中所扮演的重要角色。从航空航天到自动驾驶，再到物联网，惯性导航的身影无处不在。通过阅读这本书，我深刻地体会到，掌握惯性导航技术，就是掌握了一把开启未来科技大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

一本厚重的书，拿在手里沉甸甸的，封面简洁大气，几个大字“惯性导航(第二版)”朴实无华，却透露出一种扎实的学术底蕴。作为一名在这个领域摸爬滚打多年的工程师，我对手头的资料有着近乎苛刻的要求，市面上同类书籍不少，但真正能让我感到眼前一亮，愿意深入研读的却寥寥无几。拿到这本《惯性导航(第二版)》，第一感觉是内容详实，编排紧凑，丝毫没有卖弄概念或空洞的理论堆砌。

评分☆☆☆☆☆

翻开第一页，扑面而来的是严谨的数学推导和清晰的物理原理阐述，这对于初学者来说可能有些挑战，但对于有一定基础的人来说，却是一种福音。作者没有回避核心难点，而是直击要害，将惯性导航系统中那些看似神秘的算法和模型，一一剥离开来，展现在读者面前。从最基础的姿态表示，到复杂的卡尔曼滤波，再到惯性测量单元的误差建模和补偿，每一个章节都像是一次精密的解剖，让我们能够透彻地理解其内在逻辑。

评分☆☆☆☆☆

作为一本“第二版”，它显然在第一版的基础上进行了大量的更新和补充，这对于我们这些希望跟上技术发展步伐的从业者来说，是极其宝贵的。惯性导航技术在不断进步，新的传感器、新的算法层出不穷，一本能够与时俱进的书籍，其价值不可估量。我注意到书中对一些新兴的惯性导航技术，如光纤陀螺和MEMS传感器的应用，都进行了深入的探讨，这让我对未来的发展方向有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

我发现，这本书的作者显然拥有深厚的理论功底和丰富的实践经验，否则是写不出如此精辟的论述的。在一些关键的技术细节上，作者的见解独到，突破了许多传统观念，为我们提供了新的思考维度。这让我不仅学习到了知识，更重要的是，学会了如何去思考和解决问题。

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