捷联惯导动基座对准新方法及导航误差抑制技术研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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练军想 著

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• 惯性导航
• 捷联惯导
• 动基座对准
• 导航误差
• 误差抑制
• 姿态估计
• 传感器融合
• 控制算法
• 系统集成
• 误差分析

店铺： 诗书雅韵图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118102628

商品编码：29531436135

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：捷联惯导动基座对准新方法及导航误差抑制技术研究

定价：50.00元

作者：练军想

出版社：国防工业出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787118102628

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书共包含7部分内容，包括：绪论，捷联惯导惯性系对准方法研究，典型环境下惯性系对准方法的应用研究，惯性系动基座对准实验验证，惯导系统误差转动抑制机理研究，惯导系统误差转动抑制实验研究，结论与展望等方面内容。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《高精度惯性导航系统：原理、技术与应用》 内容简介 本书旨在全面深入地探讨高精度惯性导航系统（INS）的核心原理、关键技术以及在各个领域的广泛应用。我们将从惯性导航系统的基本概念出发，逐步深入到其复杂的数学模型、误差来源与补偿方法，最终聚焦于当前前沿的研究方向和技术挑战。本书力求为读者提供一个系统、完整且具有前瞻性的惯性导航知识体系，尤其适合于从事惯性导航系统设计、开发、应用及相关研究的工程师、科研人员和高等院校学生。 第一章：惯性导航系统基础 本章将从惯性导航系统的起源和发展历程入手，阐述惯性导航系统的基本工作原理。我们将详细介绍惯性传感器（加速度计和陀螺仪）的分类、工作机制、性能指标及其在导航过程中的作用。通过对惯性器件误差的初步分析，引出导航误差的产生机制。本章还将介绍导航坐标系的选择、转换以及基本的状态方程，为后续章节的深入探讨奠定坚实的基础。 1.1 惯性导航系统概述 1.1.1 发展历程与重要性 1.1.2 基本组成部分：惯性测量单元（IMU）与导航计算机 1.1.3 惯性导航的基本原理：惯性测量与推算 1.2 惯性测量单元（IMU） 1.2.1 加速度计：原理、分类（液体、压电、压阻、光纤、MEMS等）、性能指标（零偏、刻度误差、安装误差、噪声等） 1.2.2 陀螺仪：原理、分类（机械、光纤、MEMS、振动式等）、性能指标（零偏、刻度误差、安装误差、噪声、死区等） 1.2.3 IMU的标定与性能评估 1.3 导航坐标系 1.3.1 地理坐标系、导航坐标系、载体坐标系 1.3.2 坐标系之间的转换与欧拉角 1.4 惯性导航基本方程 1.4.1 牛顿运动定律在惯性导航中的应用 1.4.2 速度、位置和姿态更新方程的推导 1.4.3 惯性导航系统的基本误差模型概述 第二章：惯性导航系统的误差分析与建模 误差是惯性导航系统精度表现的决定性因素。本章将对影响惯性导航系统精度的各类误差进行系统性的分析。我们将深入探讨传感器误差（零偏、刻度误差、安装误差、噪声等）如何随时间累积并影响导航解算。此外，还会分析由系统模型不精确、外力扰动以及初始对准误差等引入的系统误差和随机误差。在此基础上，我们将建立严谨的惯性导航误差方程，为后续的误差补偿和滤波处理提供理论依据。 2.1 惯性传感器误差 2.1.1 恒定误差（零偏、刻度误差） 2.1.2 随时间变化的误差（漂移、温度影响） 2.1.3 噪声与随机误差 2.1.4 安装误差与轴向耦合 2.2 系统模型误差 2.2.1 地球模型误差（地球形状、重力场模型） 2.2.2 运动模型误差（未建模的加速度、角速度） 2.2.3 载体动力学模型不精确 2.3 外部扰动误差 2.3.1 重力加速度的测量与影响 2.3.2 地球自转与科氏力、离心力的影响 2.4 初始对准误差 2.4.1 初始姿态、位置和速度误差的传递 2.5 惯性导航误差方程的建立 2.5.1 线性化误差模型 2.5.2 状态向量的定义 2.5.3 误差状态方程与测量方程 第三章：惯性导航系统的对准技术 初始对准是惯性导航系统投入使用的关键步骤，其精度直接影响后续导航性能。本章将全面介绍惯性导航系统的对准方法，包括初始平台对准、捷联平台对准等。我们将重点阐述各种对准方法的原理、算法流程、精度及适用条件。特别是对动态对准技术的研究，将涵盖基于运动信息的辅助对准以及多传感器融合的对准方案，旨在提高对准效率和精度。 3.1 初始对准概述 3.1.1 对准的重要性与分类 3.1.2 静态对准的原理与过程 3.1.3 动态对准的必要性与挑战 3.2 平台式惯性导航系统对准 3.2.1 框架式平台的原理 3.2.2 粗对准与精对准 3.3 捷联式惯性导航系统对准 3.3.1 捷联对准的特点与挑战 3.3.2 基于重力对准（粗对准） 3.3.3 基于地球自转对准（粗对准） 3.3.4 基于运动信息的精对准（如：利用航向信息、速度信息） 3.3.5 辅助对准技术（如：GPS辅助、地磁辅助） 3.4 动基座对准技术研究 3.4.1 动基座环境下对准的难点 3.4.2 提升动基座对准精度的方法（如：利用运动学模型、多周期信息） 3.4.3 动态对准算法的设计与优化 第四章：惯性导航系统的误差补偿与滤波技术 为了克服惯性导航系统固有的误差，本章将详细介绍主流的误差补偿与滤波技术。我们将深入讲解卡尔曼滤波（KF）及其各种变种，如扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）等，阐述它们在状态估计和误差抑制方面的原理和应用。此外，还会探讨其他先进的滤波方法，以及如何根据具体的误差特性选择合适的滤波算法，从而显著提高导航精度和鲁棒性。 4.1 误差补偿的基本原理 4.1.1 开放式补偿与闭环补偿 4.1.2 标定参数的在线更新 4.2 卡尔曼滤波（KF）理论 4.2.1 状态空间模型与最小均方误差估计 4.2.2 卡尔曼滤波器的预测与更新步骤 4.2.3 实际应用中的挑战与改进 4.3 扩展卡尔曼滤波（EKF） 4.3.1 非线性系统的线性化处理 4.3.2 EKF的算法流程与收敛性分析 4.4 无迹卡尔曼滤波（UKF） 4.4.1 基于无迹变换的非线性滤波 4.4.2 UKF的优势与适用性 4.5 其他滤波方法 4.5.1 粒子滤波（PF） 4.5.2 容积卡尔曼滤波（CKF） 4.6 导航误差抑制的滤波策略 4.6.1 状态向量的选取与误差状态的融合 4.6.2 传感器融合滤波（如：INS/GPS、INS/IMU/Magnetic） 4.6.3 鲁棒滤波与自适应滤波技术 第五章：高精度惯性导航系统的融合技术 在实际应用中，惯性导航系统往往需要与其他导航传感器（如GPS、北斗、视觉传感器、激光雷达、轮速计等）进行融合，以克服单一传感器的局限性，达到更高的导航精度和完好性。本章将深入探讨各种惯性导航系统的融合技术。我们将详细分析不同传感器间的匹配、信息融合的策略（如松耦合、紧耦合）以及融合算法的设计。重点关注多传感器信息融合在提高导航精度、鲁棒性和可用性方面的作用。 5.1 惯性导航与其他传感器的融合概述 5.1.1 融合的必要性与优势 5.1.2 传感器特性分析与匹配 5.1.3 融合的基本框架：松耦合与紧耦合 5.2 INS/GPS/GNSS 融合 5.2.1 GPS/GNSS 测量模型与误差特性 5.2.2 松耦合架构（独立解算后融合） 5.2.3 紧耦合架构（原始观测量直接融合） 5.2.4 融合算法的设计与性能评估 5.3 INS/视觉（VSLAM）融合 5.3.1 视觉里程计（VO）原理与误差 5.3.2 视觉与惯性信息融合的挑战 5.3.3 基于图优化和滤波的融合方法 5.4 INS/激光雷达（Lidar SLAM）融合 5.4.1 Lidar SLAM 原理与误差 5.4.2 Lidar 与惯性信息的时空对齐 5.4.3 融合算法与定位精度提升 5.5 其他融合技术 5.5.1 INS/地磁传感器融合 5.5.2 INS/轮速计融合 5.5.3 多传感器系统的时间同步与标定 5.6 融合系统的鲁棒性与完好性 5.6.1 传感器故障检测与隔离（FDI） 5.6.2 概率风险评估（PRA） 第六章：高精度惯性导航系统的应用与发展趋势 本章将聚焦于高精度惯性导航系统在各个领域的实际应用，并对未来的发展趋势进行展望。我们将探讨惯性导航系统在航空航天、无人系统（无人机、无人车）、船舶、机器人、大地测量、精密工程以及军事等领域的关键作用。同时，还将深入分析当前惯性导航技术面临的挑战，如微型化、低成本化、长周期自主导航能力以及对极端环境的适应性等。最后，我们将探讨人工智能、机器学习等新兴技术在惯性导航领域的应用前景，以及未来高精度惯性导航系统的可能发展方向。 6.1 航空航天领域的应用 6.1.1 飞机、导弹、航天器的高精度导航 6.1.2 空间对接与自主着陆 6.2 无人系统的导航与控制 6.2.1 无人机（UAV）的自主飞行与任务规划 6.2.2 无人驾驶车辆（AGV）的精确定位与路径跟踪 6.2.3 水下机器人（AUV）的导航 6.3 船舶与海洋工程 6.3.1 船舶的航迹推算与动态定位 6.3.2 海洋测绘与海底探测 6.4 机器人与自动化 6.4.1 机器人运动规划与姿态控制 6.4.2 智能仓储与物流 6.5 精密测量与工程应用 6.5.1 大地测量与地质勘探 6.5.2 桥梁、隧道等大型工程的形变监测 6.5.3 测绘、遥感与地理信息系统（GIS） 6.6 军事与国防应用 6.6.1 目标跟踪与精确打击 6.6.2 兵棋推演与战场态势感知 6.7 未来发展趋势与挑战 6.7.1 高性能MEMS/NEMS惯性器件的发展 6.7.2 低成本、小型化惯性导航系统 6.7.3 长时间自主导航能力提升 6.7.4 对极端环境（如：强磁场、高振动）的适应性 6.7.5 人工智能与机器学习在惯性导航中的应用（如：传感器故障诊断、误差预测、轨迹优化） 6.7.6 量子惯性传感器的研究进展 6.7.7 惯性导航的标准化与互操作性 本书通过理论分析、算法推导和实例说明，力求为读者提供一个全面、深入且实用的惯性导航知识体系。我们相信，通过对本书的学习，读者将能够深刻理解高精度惯性导航系统的奥秘，并为相关领域的创新与发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字《捷联惯导动基座对准新方法及导航误差抑制技术研究》，听起来就非常专业，而且直击要害。作为一名对惯性导航技术有一定了解的读者，我深知动基座对准是捷联惯导系统实用化过程中一个极其关键的技术瓶颈。在许多高动态、复杂运动环境下，如航空航天、军事装备等领域，传统方法在对准的精度和效率上往往难以满足需求。因此，这本书提出的“新方法”让我充满了期待，究竟是采用了何种创新的理论模型，或者说是巧妙的算法设计，能够有效地解决在载体高速、复杂运动状态下的初始对准问题？我猜测书中可能涉及到了先进的滤波技术，比如多速率滤波、自适应滤波，甚至是一些基于模型辨识的动态补偿算法。而“导航误差抑制技术”更是让我眼前一亮。惯性导航系统固有的误差累积问题，是制约其独立工作时间和服务精度的主要因素。如果这本书能够提供一套系统性的、行之有效的误差抑制策略，比如如何精确标定和补偿传感器非线性误差，如何利用外部测量信息进行误差校正，甚至是如何设计更加鲁棒的导航算法来抵抗环境干扰，那将是对整个惯导领域的一大贡献。总而言之，这本书的题目就预示着它将是一部具有高度理论深度和工程实用价值的著作，能够为相关领域的科研人员和工程师提供宝贵的参考和启示。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，我一看就觉得非常有吸引力。《捷联惯导动基座对准新方法及导航误差抑制技术研究》，这几个关键词组合在一起，立刻勾勒出了一个解决当前惯导技术痛点的研究方向。我一直认为，惯导系统，尤其是捷联惯导，是实现自主导航的关键技术之一。然而，在实际应用中，尤其是在运动的载体上进行初始对准，往往面临着精度不高、耗时较长等问题。这本书提出的“新方法”，让我对它抱有很大的期望。我好奇作者是如何突破传统方法的限制，开发出更高效、更精确的动基座对准算法的。是否可能涉及到一些新型的数学模型，或者融合了更先进的信号处理技术？更让我兴奋的是“导航误差抑制技术”这个部分。我们都知道，惯导最大的“硬伤”就是误差会随时间累积，这就限制了其独立导航的续航能力。如果这本书能够提供切实可行的误差抑制手段，比如能够有效减小陀螺和加速度计的漂移，或者在姿态解算过程中引入更优的补偿机制，那将是多么大的进步。我期待这本书能够提供一套完整的理论体系和具体的实现方案，为我理解和解决惯导系统的实际工程问题提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

光是看到《捷联惯导动基座对准新方法及导航误差抑制技术研究》这个书名，就足以引起我的强烈兴趣。我一直对惯性导航技术，特别是其在复杂动态环境下的应用很感兴趣。捷联惯导以其紧凑的结构和强大的性能，在现代导航领域扮演着至关重要的角色，但“动基座对准”一直是其应用中的一大挑战，如何在这种条件下快速、精确地确定载体的初始姿态，直接关系到后续导航的精度。这本书提到的“新方法”，让我充满好奇，很想知道它是否引入了创新的算法，比如基于机器学习的自适应对准，或是利用多传感器融合技术来提高对准的鲁棒性和精度。而“导航误差抑制技术”更是点睛之笔。惯导的误差累积问题是其固有的缺点，如何有效地抑制这些误差，延长其独立导航的时间和提高精度，一直是研究的热点。我希望书中能够深入探讨如何从传感器层面、算法层面，甚至系统层面来解决这个问题。比如，是否提出了新的误差模型，或者更有效的滤波和校正方法，以应对高动态环境下的各种干扰。总而言之，这本书的题目就充满了前沿性和实用性，我非常期待它能够带来一些颠覆性的观点和切实可行的解决方案，为我深入理解和掌握惯导技术提供宝贵的知识和启示。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字听起来就很有技术含量，我一直对惯性导航系统很感兴趣，尤其是在一些复杂环境下，比如飞机起降、船舶航行，甚至是导弹发射时，对准的精度和速度至关重要。我看到“捷联惯导动基座对准”这个词，就感觉这本书会深入探讨如何解决惯导在运动的载体上的对准问题。都知道，惯导本身在静止状态下对准相对容易，一旦载体开始运动，各种干扰和误差就会急剧增加，如何在这种动态环境下快速、准确地完成初始对准，一直是困扰研究者的难题。这本书提出的“新方法”，我很期待能看到一些突破性的思路，比如是否采用了更先进的滤波算法，或者引入了新的传感器融合技术，又或者是在模型建立上有独到的见解。而且，“导航误差抑制技术”更是点睛之笔，这直接关系到导航的最终性能。在实际应用中，惯导的误差会随时间累积，如果不能有效地抑制，那么长时间的导航将无法保证精度。这本书能否提供一些行之有效的误差抑制策略，比如如何补偿由温度、振动引起的误差，如何处理高动态下的陀螺和加速度计的非线性效应，甚至是如何利用外部信息来校正惯导的漂移，这些都是我非常想了解的。总之，光看书名，我就觉得这本书的内容一定非常扎实，能够满足我对惯导技术深度探索的渴望，为我打开一扇理解和解决实际工程问题的新视角。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我第一次听到“捷联惯导动基座对准”这个说法，就觉得这本书非同一般。我一直认为，惯导技术是现代导航领域皇冠上的明珠，而捷联惯导更是其中的佼佼者，它省去了万向架，结构更紧凑，适应性更强。但正是因为省去了万向架，其动基座对准就成了关键中的关键。想象一下，一个在高速运动的平台上，想要精确地知道它的姿态和位置，这本身就是一个巨大的挑战。而这本书提到了“新方法”，这让我非常好奇，到底是什么样的新方法能够克服传统方法的局限？是不是用了什么机器学习的算法，或者是在算法的创新上有什么突破？我一直觉得，科技的进步往往就体现在这些细节的创新上。更让我激动的是，“导航误差抑制技术”这几个字。大家都知道，惯导最大的问题就是误差会随时间累积，时间越长，误差越大，这就像滚雪球一样。如果这本书能提供一套行之有效的误差抑制方法，那简直就是解决了一个大难题。我非常期待书中能有关于如何处理陀螺仪和加速度计的随机误差、系统误差，甚至是如何利用一些辅助信息（比如GPS、磁力计）来降低惯导的累积误差的详细介绍。对我来说，这本书不仅仅是理论的探讨，更是一种实际应用价值的体现，我希望它能给我带来一些实实在在的启发，让我对惯导在复杂环境下的应用有更深刻的理解。