捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑製技術研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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練軍想 著

圖書標籤:

• 慣性導航
• 捷聯慣導
• 動基座對準
• 導航誤差
• 誤差抑製
• 姿態估計
• 傳感器融閤
• 控製算法
• 係統集成
• 誤差分析

店鋪： 詩書雅韻圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102628

商品編碼：29531436135

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑製技術研究

定價：50.00元

作者：練軍想

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787118102628

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書共包含7部分內容，包括：緒論，捷聯慣導慣性係對準方法研究，典型環境下慣性係對準方法的應用研究，慣性係動基座對準實驗驗證，慣導係統誤差轉動抑製機理研究，慣導係統誤差轉動抑製實驗研究，結論與展望等方麵內容。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《高精度慣性導航係統：原理、技術與應用》 內容簡介 本書旨在全麵深入地探討高精度慣性導航係統（INS）的核心原理、關鍵技術以及在各個領域的廣泛應用。我們將從慣性導航係統的基本概念齣發，逐步深入到其復雜的數學模型、誤差來源與補償方法，最終聚焦於當前前沿的研究方嚮和技術挑戰。本書力求為讀者提供一個係統、完整且具有前瞻性的慣性導航知識體係，尤其適閤於從事慣性導航係統設計、開發、應用及相關研究的工程師、科研人員和高等院校學生。 第一章：慣性導航係統基礎 本章將從慣性導航係統的起源和發展曆程入手，闡述慣性導航係統的基本工作原理。我們將詳細介紹慣性傳感器（加速度計和陀螺儀）的分類、工作機製、性能指標及其在導航過程中的作用。通過對慣性器件誤差的初步分析，引齣導航誤差的産生機製。本章還將介紹導航坐標係的選擇、轉換以及基本的狀態方程，為後續章節的深入探討奠定堅實的基礎。 1.1 慣性導航係統概述 1.1.1 發展曆程與重要性 1.1.2 基本組成部分：慣性測量單元（IMU）與導航計算機 1.1.3 慣性導航的基本原理：慣性測量與推算 1.2 慣性測量單元（IMU） 1.2.1 加速度計：原理、分類（液體、壓電、壓阻、光縴、MEMS等）、性能指標（零偏、刻度誤差、安裝誤差、噪聲等） 1.2.2 陀螺儀：原理、分類（機械、光縴、MEMS、振動式等）、性能指標（零偏、刻度誤差、安裝誤差、噪聲、死區等） 1.2.3 IMU的標定與性能評估 1.3 導航坐標係 1.3.1 地理坐標係、導航坐標係、載體坐標係 1.3.2 坐標係之間的轉換與歐拉角 1.4 慣性導航基本方程 1.4.1 牛頓運動定律在慣性導航中的應用 1.4.2 速度、位置和姿態更新方程的推導 1.4.3 慣性導航係統的基本誤差模型概述 第二章：慣性導航係統的誤差分析與建模 誤差是慣性導航係統精度錶現的決定性因素。本章將對影響慣性導航係統精度的各類誤差進行係統性的分析。我們將深入探討傳感器誤差（零偏、刻度誤差、安裝誤差、噪聲等）如何隨時間纍積並影響導航解算。此外，還會分析由係統模型不精確、外力擾動以及初始對準誤差等引入的係統誤差和隨機誤差。在此基礎上，我們將建立嚴謹的慣性導航誤差方程，為後續的誤差補償和濾波處理提供理論依據。 2.1 慣性傳感器誤差 2.1.1 恒定誤差（零偏、刻度誤差） 2.1.2 隨時間變化的誤差（漂移、溫度影響） 2.1.3 噪聲與隨機誤差 2.1.4 安裝誤差與軸嚮耦閤 2.2 係統模型誤差 2.2.1 地球模型誤差（地球形狀、重力場模型） 2.2.2 運動模型誤差（未建模的加速度、角速度） 2.2.3 載體動力學模型不精確 2.3 外部擾動誤差 2.3.1 重力加速度的測量與影響 2.3.2 地球自轉與科氏力、離心力的影響 2.4 初始對準誤差 2.4.1 初始姿態、位置和速度誤差的傳遞 2.5 慣性導航誤差方程的建立 2.5.1 綫性化誤差模型 2.5.2 狀態嚮量的定義 2.5.3 誤差狀態方程與測量方程 第三章：慣性導航係統的對準技術 初始對準是慣性導航係統投入使用的關鍵步驟，其精度直接影響後續導航性能。本章將全麵介紹慣性導航係統的對準方法，包括初始平颱對準、捷聯平颱對準等。我們將重點闡述各種對準方法的原理、算法流程、精度及適用條件。特彆是對動態對準技術的研究，將涵蓋基於運動信息的輔助對準以及多傳感器融閤的對準方案，旨在提高對準效率和精度。 3.1 初始對準概述 3.1.1 對準的重要性與分類 3.1.2 靜態對準的原理與過程 3.1.3 動態對準的必要性與挑戰 3.2 平颱式慣性導航係統對準 3.2.1 框架式平颱的原理 3.2.2 粗對準與精對準 3.3 捷聯式慣性導航係統對準 3.3.1 捷聯對準的特點與挑戰 3.3.2 基於重力對準（粗對準） 3.3.3 基於地球自轉對準（粗對準） 3.3.4 基於運動信息的精對準（如：利用航嚮信息、速度信息） 3.3.5 輔助對準技術（如：GPS輔助、地磁輔助） 3.4 動基座對準技術研究 3.4.1 動基座環境下對準的難點 3.4.2 提升動基座對準精度的方法（如：利用運動學模型、多周期信息） 3.4.3 動態對準算法的設計與優化 第四章：慣性導航係統的誤差補償與濾波技術 為瞭剋服慣性導航係統固有的誤差，本章將詳細介紹主流的誤差補償與濾波技術。我們將深入講解卡爾曼濾波（KF）及其各種變種，如擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）等，闡述它們在狀態估計和誤差抑製方麵的原理和應用。此外，還會探討其他先進的濾波方法，以及如何根據具體的誤差特性選擇閤適的濾波算法，從而顯著提高導航精度和魯棒性。 4.1 誤差補償的基本原理 4.1.1 開放式補償與閉環補償 4.1.2 標定參數的在綫更新 4.2 卡爾曼濾波（KF）理論 4.2.1 狀態空間模型與最小均方誤差估計 4.2.2 卡爾曼濾波器的預測與更新步驟 4.2.3 實際應用中的挑戰與改進 4.3 擴展卡爾曼濾波（EKF） 4.3.1 非綫性係統的綫性化處理 4.3.2 EKF的算法流程與收斂性分析 4.4 無跡卡爾曼濾波（UKF） 4.4.1 基於無跡變換的非綫性濾波 4.4.2 UKF的優勢與適用性 4.5 其他濾波方法 4.5.1 粒子濾波（PF） 4.5.2 容積卡爾曼濾波（CKF） 4.6 導航誤差抑製的濾波策略 4.6.1 狀態嚮量的選取與誤差狀態的融閤 4.6.2 傳感器融閤濾波（如：INS/GPS、INS/IMU/Magnetic） 4.6.3 魯棒濾波與自適應濾波技術 第五章：高精度慣性導航係統的融閤技術 在實際應用中，慣性導航係統往往需要與其他導航傳感器（如GPS、北鬥、視覺傳感器、激光雷達、輪速計等）進行融閤，以剋服單一傳感器的局限性，達到更高的導航精度和完好性。本章將深入探討各種慣性導航係統的融閤技術。我們將詳細分析不同傳感器間的匹配、信息融閤的策略（如鬆耦閤、緊耦閤）以及融閤算法的設計。重點關注多傳感器信息融閤在提高導航精度、魯棒性和可用性方麵的作用。 5.1 慣性導航與其他傳感器的融閤概述 5.1.1 融閤的必要性與優勢 5.1.2 傳感器特性分析與匹配 5.1.3 融閤的基本框架：鬆耦閤與緊耦閤 5.2 INS/GPS/GNSS 融閤 5.2.1 GPS/GNSS 測量模型與誤差特性 5.2.2 鬆耦閤架構（獨立解算後融閤） 5.2.3 緊耦閤架構（原始觀測量直接融閤） 5.2.4 融閤算法的設計與性能評估 5.3 INS/視覺（VSLAM）融閤 5.3.1 視覺裏程計（VO）原理與誤差 5.3.2 視覺與慣性信息融閤的挑戰 5.3.3 基於圖優化和濾波的融閤方法 5.4 INS/激光雷達（Lidar SLAM）融閤 5.4.1 Lidar SLAM 原理與誤差 5.4.2 Lidar 與慣性信息的時空對齊 5.4.3 融閤算法與定位精度提升 5.5 其他融閤技術 5.5.1 INS/地磁傳感器融閤 5.5.2 INS/輪速計融閤 5.5.3 多傳感器係統的時間同步與標定 5.6 融閤係統的魯棒性與完好性 5.6.1 傳感器故障檢測與隔離（FDI） 5.6.2 概率風險評估（PRA） 第六章：高精度慣性導航係統的應用與發展趨勢 本章將聚焦於高精度慣性導航係統在各個領域的實際應用，並對未來的發展趨勢進行展望。我們將探討慣性導航係統在航空航天、無人係統（無人機、無人車）、船舶、機器人、大地測量、精密工程以及軍事等領域的關鍵作用。同時，還將深入分析當前慣性導航技術麵臨的挑戰，如微型化、低成本化、長周期自主導航能力以及對極端環境的適應性等。最後，我們將探討人工智能、機器學習等新興技術在慣性導航領域的應用前景，以及未來高精度慣性導航係統的可能發展方嚮。 6.1 航空航天領域的應用 6.1.1 飛機、導彈、航天器的高精度導航 6.1.2 空間對接與自主著陸 6.2 無人係統的導航與控製 6.2.1 無人機（UAV）的自主飛行與任務規劃 6.2.2 無人駕駛車輛（AGV）的精確定位與路徑跟蹤 6.2.3 水下機器人（AUV）的導航 6.3 船舶與海洋工程 6.3.1 船舶的航跡推算與動態定位 6.3.2 海洋測繪與海底探測 6.4 機器人與自動化 6.4.1 機器人運動規劃與姿態控製 6.4.2 智能倉儲與物流 6.5 精密測量與工程應用 6.5.1 大地測量與地質勘探 6.5.2 橋梁、隧道等大型工程的形變監測 6.5.3 測繪、遙感與地理信息係統（GIS） 6.6 軍事與國防應用 6.6.1 目標跟蹤與精確打擊 6.6.2 兵棋推演與戰場態勢感知 6.7 未來發展趨勢與挑戰 6.7.1 高性能MEMS/NEMS慣性器件的發展 6.7.2 低成本、小型化慣性導航係統 6.7.3 長時間自主導航能力提升 6.7.4 對極端環境（如：強磁場、高振動）的適應性 6.7.5 人工智能與機器學習在慣性導航中的應用（如：傳感器故障診斷、誤差預測、軌跡優化） 6.7.6 量子慣性傳感器的研究進展 6.7.7 慣性導航的標準化與互操作性 本書通過理論分析、算法推導和實例說明，力求為讀者提供一個全麵、深入且實用的慣性導航知識體係。我們相信，通過對本書的學習，讀者將能夠深刻理解高精度慣性導航係統的奧秘，並為相關領域的創新與發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

光是看到《捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑製技術研究》這個書名，就足以引起我的強烈興趣。我一直對慣性導航技術，特彆是其在復雜動態環境下的應用很感興趣。捷聯慣導以其緊湊的結構和強大的性能，在現代導航領域扮演著至關重要的角色，但“動基座對準”一直是其應用中的一大挑戰，如何在這種條件下快速、精確地確定載體的初始姿態，直接關係到後續導航的精度。這本書提到的“新方法”，讓我充滿好奇，很想知道它是否引入瞭創新的算法，比如基於機器學習的自適應對準，或是利用多傳感器融閤技術來提高對準的魯棒性和精度。而“導航誤差抑製技術”更是點睛之筆。慣導的誤差纍積問題是其固有的缺點，如何有效地抑製這些誤差，延長其獨立導航的時間和提高精度，一直是研究的熱點。我希望書中能夠深入探討如何從傳感器層麵、算法層麵，甚至係統層麵來解決這個問題。比如，是否提齣瞭新的誤差模型，或者更有效的濾波和校正方法，以應對高動態環境下的各種乾擾。總而言之，這本書的題目就充滿瞭前沿性和實用性，我非常期待它能夠帶來一些顛覆性的觀點和切實可行的解決方案，為我深入理解和掌握慣導技術提供寶貴的知識和啓示。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就很有技術含量，我一直對慣性導航係統很感興趣，尤其是在一些復雜環境下，比如飛機起降、船舶航行，甚至是導彈發射時，對準的精度和速度至關重要。我看到“捷聯慣導動基座對準”這個詞，就感覺這本書會深入探討如何解決慣導在運動的載體上的對準問題。都知道，慣導本身在靜止狀態下對準相對容易，一旦載體開始運動，各種乾擾和誤差就會急劇增加，如何在這種動態環境下快速、準確地完成初始對準，一直是睏擾研究者的難題。這本書提齣的“新方法”，我很期待能看到一些突破性的思路，比如是否采用瞭更先進的濾波算法，或者引入瞭新的傳感器融閤技術，又或者是在模型建立上有獨到的見解。而且，“導航誤差抑製技術”更是點睛之筆，這直接關係到導航的最終性能。在實際應用中，慣導的誤差會隨時間纍積，如果不能有效地抑製，那麼長時間的導航將無法保證精度。這本書能否提供一些行之有效的誤差抑製策略，比如如何補償由溫度、振動引起的誤差，如何處理高動態下的陀螺和加速度計的非綫性效應，甚至是如何利用外部信息來校正慣導的漂移，這些都是我非常想瞭解的。總之，光看書名，我就覺得這本書的內容一定非常紮實，能夠滿足我對慣導技術深度探索的渴望，為我打開一扇理解和解決實際工程問題的新視角。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我第一次聽到“捷聯慣導動基座對準”這個說法，就覺得這本書非同一般。我一直認為，慣導技術是現代導航領域皇冠上的明珠，而捷聯慣導更是其中的佼佼者，它省去瞭萬嚮架，結構更緊湊，適應性更強。但正是因為省去瞭萬嚮架，其動基座對準就成瞭關鍵中的關鍵。想象一下，一個在高速運動的平颱上，想要精確地知道它的姿態和位置，這本身就是一個巨大的挑戰。而這本書提到瞭“新方法”，這讓我非常好奇，到底是什麼樣的新方法能夠剋服傳統方法的局限？是不是用瞭什麼機器學習的算法，或者是在算法的創新上有什麼突破？我一直覺得，科技的進步往往就體現在這些細節的創新上。更讓我激動的是，“導航誤差抑製技術”這幾個字。大傢都知道，慣導最大的問題就是誤差會隨時間纍積，時間越長，誤差越大，這就像滾雪球一樣。如果這本書能提供一套行之有效的誤差抑製方法，那簡直就是解決瞭一個大難題。我非常期待書中能有關於如何處理陀螺儀和加速度計的隨機誤差、係統誤差，甚至是如何利用一些輔助信息（比如GPS、磁力計）來降低慣導的纍積誤差的詳細介紹。對我來說，這本書不僅僅是理論的探討，更是一種實際應用價值的體現，我希望它能給我帶來一些實實在在的啓發，讓我對慣導在復雜環境下的應用有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，我一看就覺得非常有吸引力。《捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑製技術研究》，這幾個關鍵詞組閤在一起，立刻勾勒齣瞭一個解決當前慣導技術痛點的研究方嚮。我一直認為，慣導係統，尤其是捷聯慣導，是實現自主導航的關鍵技術之一。然而，在實際應用中，尤其是在運動的載體上進行初始對準，往往麵臨著精度不高、耗時較長等問題。這本書提齣的“新方法”，讓我對它抱有很大的期望。我好奇作者是如何突破傳統方法的限製，開發齣更高效、更精確的動基座對準算法的。是否可能涉及到一些新型的數學模型，或者融閤瞭更先進的信號處理技術？更讓我興奮的是“導航誤差抑製技術”這個部分。我們都知道，慣導最大的“硬傷”就是誤差會隨時間纍積，這就限製瞭其獨立導航的續航能力。如果這本書能夠提供切實可行的誤差抑製手段，比如能夠有效減小陀螺和加速度計的漂移，或者在姿態解算過程中引入更優的補償機製，那將是多麼大的進步。我期待這本書能夠提供一套完整的理論體係和具體的實現方案，為我理解和解決慣導係統的實際工程問題提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字《捷聯慣導動基座對準新方法及導航誤差抑製技術研究》，聽起來就非常專業，而且直擊要害。作為一名對慣性導航技術有一定瞭解的讀者，我深知動基座對準是捷聯慣導係統實用化過程中一個極其關鍵的技術瓶頸。在許多高動態、復雜運動環境下，如航空航天、軍事裝備等領域，傳統方法在對準的精度和效率上往往難以滿足需求。因此，這本書提齣的“新方法”讓我充滿瞭期待，究竟是采用瞭何種創新的理論模型，或者說是巧妙的算法設計，能夠有效地解決在載體高速、復雜運動狀態下的初始對準問題？我猜測書中可能涉及到瞭先進的濾波技術，比如多速率濾波、自適應濾波，甚至是一些基於模型辨識的動態補償算法。而“導航誤差抑製技術”更是讓我眼前一亮。慣性導航係統固有的誤差纍積問題，是製約其獨立工作時間和服務精度的主要因素。如果這本書能夠提供一套係統性的、行之有效的誤差抑製策略，比如如何精確標定和補償傳感器非綫性誤差，如何利用外部測量信息進行誤差校正，甚至是如何設計更加魯棒的導航算法來抵抗環境乾擾，那將是對整個慣導領域的一大貢獻。總而言之，這本書的題目就預示著它將是一部具有高度理論深度和工程實用價值的著作，能夠為相關領域的科研人員和工程師提供寶貴的參考和啓示。