光學(xué)陀螺是指基于薩格納克效應(yīng)的激光陀螺和光纖陀螺。本書主要圍繞光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的原理和關(guān)鍵技術(shù)展開相關(guān)論述。光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)具有高精度、高可靠性、快速響應(yīng)等特點,其應(yīng)用領(lǐng)域之多、覆蓋精度范圍之廣,已成為目前最主流的慣性導(dǎo)航設(shè)備。本書介紹了以激光陀螺、光纖陀螺等光學(xué)陀螺和石英加速度計為主的慣性測量傳感器的工作機理,全面、系統(tǒng)地闡述了光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航原理,包括光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、慣性導(dǎo)航的機械編排、導(dǎo)航誤差特性、卡爾曼濾波組合導(dǎo)航技術(shù)、對準(zhǔn)與標(biāo)定技術(shù)、阻尼與校準(zhǔn)技術(shù)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與線路設(shè)計等方面的內(nèi)容。從系統(tǒng)應(yīng)用的角度對光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的元件和系統(tǒng)測試方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明,并介紹了目前成熟的激光陀螺、光纖陀螺慣性導(dǎo)航設(shè)備現(xiàn)狀。
本書可供從事光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)研究和設(shè)計的相關(guān)人員及院校師生閱讀參考，
目錄第 1 章 引言
1.1 慣性導(dǎo)航技術(shù)
1.2 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展
1.2.1 慣性導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展
1.2.2 激光陀螺慣性導(dǎo)航的發(fā)展
1.2.3 光纖陀螺慣性導(dǎo)航的發(fā)展
1.3 本書編排
參考文獻(xiàn)
第 2 章 慣性導(dǎo)航基礎(chǔ)知識
2.1 概述
2.2 坐標(biāo)系的定義
2.2.1 地心慣性坐標(biāo)系
2.2.2 地心地圖坐標(biāo)系
2.2.3 當(dāng)?shù)貙?dǎo)航坐標(biāo)系
2.2.4 載體坐標(biāo)系
2.3 坐標(biāo)系變換關(guān)系
2.3.1 歐拉角表示
2.3.2 坐標(biāo)系變換矩陣
2.3.3 四元數(shù)表示
2.3.4 旋轉(zhuǎn)矢量表示
2.4 運動學(xué)定義
2.4.1 角速度
2.4.2 速度
2.4.3 加速度
2.4.4 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系運動
2.5 地球模型
2.5.1 地球表面橢球模型
2.5.2 曲線坐標(biāo)系位置表示
2.5.3 大地水準(zhǔn)面、垂線高度和地球潮汐
2.5.4 比力、地心引力和重力
參考文獻(xiàn)
第 3 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器
3.1 概述
3.2 光學(xué)陀螺
3.2.1 薩格納克效應(yīng)
3.2.2 激光陀螺
3.2.3 光纖陀螺
3.2.4 光學(xué)陀螺的技術(shù)指標(biāo)
3.2.5 光學(xué)陀螺儀的漂移分析
3.3 加速度計
3.3.1 擺式加速度計結(jié)構(gòu)原理
3.3.2 石英撓性加速度計
3.3.3 石英振梁加速度計
3.3.4 加速度計的數(shù)學(xué)模型
3.3.5 加速度計的主要參數(shù)
參考文獻(xiàn)
第 4 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)機械編排
4.1 概述
4.2 姿態(tài)更新算法
4.2.1 姿態(tài)定義
4.2.2 歐拉角微分方程
4.2.3 方向余弦矩陣微分方程
4.2.4 四元數(shù)微分方程
4.2.5 旋轉(zhuǎn)矢量微分方程
4.3 速度更新算法
4.4 位置更新算法
4.5 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差
4.5.1 基本編排方程
4.5.2 系統(tǒng)誤差微分方程
4.5.3 系統(tǒng)誤差特性
4.6 旋轉(zhuǎn)調(diào)制慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
4.6.1 旋轉(zhuǎn)調(diào)制基本原理
4.6.2 器件誤差旋轉(zhuǎn)調(diào)制機理
4.6.3 系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)調(diào)制誤差特性
參考文獻(xiàn)
第 5 章 卡爾曼濾波與組合導(dǎo)航技術(shù)
5.1 概述
5.2 卡爾曼濾波方程
5.2.1 最小二乘估計
5.2.2 卡爾曼濾波推導(dǎo)
5.2.3 系統(tǒng)噪聲和量測噪聲
5.2.4 可觀測性分析方法
5.3 慣性導(dǎo)航系統(tǒng)卡爾曼濾波的實現(xiàn)
5.3.1 預(yù)測量測模型
5.3.2 系統(tǒng)校正方法
5.3.3 卡爾曼濾波器應(yīng)用
5.4 卡爾曼濾波的發(fā)展
5.4.1 序貫卡爾曼濾波
5.4.2 自適應(yīng)卡爾曼濾波
5.4.3 遺忘卡爾曼濾波
5.4.4 擴展卡爾曼濾波
5.4.5 無跡卡爾曼濾波
5.4.6 聯(lián)邦卡爾曼濾波
參考文獻(xiàn)
第 6 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對準(zhǔn)與標(biāo)定
6.1 概述
6.2 光學(xué)慣性導(dǎo)航初始對準(zhǔn)
6.2.1 粗對準(zhǔn)
6.2.2 精對準(zhǔn)
6.3 光學(xué)慣性導(dǎo)航動基座傳遞對準(zhǔn)
6.3.1 傳遞對準(zhǔn)匹配量
6.3.2 主、子慣性導(dǎo)航誤差建模
6.4 光學(xué)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定
6.4.1 標(biāo)定誤差模型
6.4.2 分立式標(biāo)定方法
6.4.3 系統(tǒng)級標(biāo)定方法
參考文獻(xiàn)
第 7 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)水平阻尼與系統(tǒng)校準(zhǔn)
7.1 概述
7.2 水平阻尼技術(shù)
7.2.1 水平速度阻尼
7.2.2 變阻尼技術(shù)
7.3 系統(tǒng)校準(zhǔn)技術(shù)
7.3.1 外參考信息有限的點位置校準(zhǔn)算法
7.3.2 基于卡爾曼濾波的連續(xù)校準(zhǔn)算法
參考文獻(xiàn)
第 8 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)硬件設(shè)計
8.1 概述
8.2 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
8.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
8.2.2 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
8.2.3 結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計
8.2.4 結(jié)構(gòu)驗證設(shè)計
8.3 旋轉(zhuǎn)伺服控制設(shè)計
8.3.1 控制系統(tǒng)組成
8.3.2 控制系統(tǒng)電機選型
8.3.3 控制系統(tǒng)工作原理
8.3.4 伺服系統(tǒng)校正設(shè)計
8.4 光學(xué)陀螺器件數(shù)據(jù)采集
8.4.1 光纖陀螺數(shù)據(jù)采集線路
8.4.2 激光陀螺數(shù)據(jù)采集線路
參考文獻(xiàn)
第 9 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)與元件測試方法
9.1 概述
9.2 測試原理
9.2.1 靜態(tài)測試
9.2.2 加速度測試
9.2.3 角速率測試
9.3 試驗設(shè)備
9.3.1 精度測試設(shè)備
9.3.2 可靠性試驗設(shè)備
9.4 陀螺儀試驗
9.4.1 儀器儀表
9.4.2 測試項目及方法
9.5 加速度計試驗
9.5.1 儀器儀表
9.5.2 測試項目及方法
9.6 溫度誤差補償
9.7 系統(tǒng)測試
9.7.1 靜態(tài)測試
9.7.2 搖擺測試
9.7.3 車載測試
9.7.4 高低溫測試
9.7.5 湖海測試
參考文獻(xiàn)
第 10 章 光學(xué)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用
10.1 概述
10.2 艦船用光學(xué)慣性導(dǎo)航產(chǎn)品
10.2.1 Marins 系列產(chǎn)品
10.2.2 Octans 與 Phins
10.2.3 SIGMA - 40XP
10.2.4 MK 系列產(chǎn)品
10.2.5 SeaFIND
10.2.6 SURF - 200
10.2.7 GEO?FOG 3D INS
10.3 水下無人光學(xué)慣性導(dǎo)航產(chǎn)品
10.3.1 iXblue 水下系列產(chǎn)品
10.3.2 Nautilus 4000
10.3.3 SeaNav 系列
10.4 車載光學(xué)慣性導(dǎo)航產(chǎn)品
10.4.1 SIGMA30 定位定向系統(tǒng)
10.4.2 TopAxyz 慣性陸地系統(tǒng)
10.4.3 LN - 270 型定位定向系統(tǒng)
10.4.4 RLG - 2HX90 雙軸旋轉(zhuǎn)定位定向系統(tǒng)
10.5 機載光學(xué)慣性導(dǎo)航產(chǎn)品
參考文獻(xiàn)
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