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第1章 绪论1

1.1 导航与导航系统含义1

1.2 导航系统分类3

1.2.1 基于获取导航信息方式的分类情况3

1.2.2 基于确定导航信息方式的分类情况4

1.2.3 与应用对象有关的分类情况4

1.3 导航系统发展与应用5

1.3.1 惯性导航系统发展与应用5

1.3.2 卫星导航系统发展与应用7

1.3.3 其他新型导航系统发展8

1.3.4 组合导航系统发展10

1.4 导航系统性能评价指标11

第2章 导航的基本知识15

2.1 概述15

2.2 地球的几何形状与重力场15

2.2.1 地球的形状描述15

2.2.2 垂线、纬度和高度定义17

2.2.3 参考椭球的曲率半径18

2.2.4 地球的重力场23

2.3 导航中常用坐标系24

2.4 地球导航定位方法27

2.4.1 基于参考椭球的定位方法27

2.4.2 定位参数间的变换28

2.5 坐标变换29

2.5.1 方位余弦构造法29

2.5.2 欧拉角构造法30

2.5.3 坐标系之间的变换32

2.5.4 坐标变换矩阵微分方程36

2.6 导航系统基本力学编排方程40

练习题42

第3章 平台惯性导航系统43

3.1 概述43

3.2 舒拉摆及其在惯导系统中的实现43

3.3 惯性平台45

3.3.1 单轴惯性平台45

3.3.2 三环三轴惯性平台48

3.3.3 四环三轴惯性平台50

3.4 平台惯导标准力学编排52

3.4.1 指北方位力学编排方程52

3.4.2 游动方位力学编排54

3.5 平台惯导垂直通道阻尼58

练习题61

第4章 惯性导航系统误差分析63

4.1 概述63

4.2 惯导系统误差方程64

4.2.1 位置误差方程64

4.2.2 速度误差方程65

4.2.3 姿态误差方程67

练习题72

第5章 捷联惯性导航系统73

5.1 概述73

5.2 捷联惯性导航系统基本原理74

5.2.1 捷联惯导系统指北方位力学编排方程74

5.2.2 捷联惯导系统游动方位力学编排76

5.2.3 平台惯导系统和捷联惯导系统的比较77

5.3 捷联惯性导航系统姿态表示方法78

5.3.1 四元数法78

5.4 捷联惯性导航系统计算86

练习题97

第6章 捷联惯性导航系统的初始对准99

6.1 概述99

6.2 粗对准方法99

6.3 卡尔曼滤波技术简介102

6.4 精对准方法104

练习题107

第7章 卫星导航系统109

7.1 概述109

7.2 GPS的组成与特点109

7.3 GPS的基本定位原理112

7.3.1 伪码定位原理112

7.3.2 差分GPS工作原理114

7.3.3 载波相位测量原理115

7.3.4 GPS定位算法116

7.4 几何误差系数及最佳导航星选择方法119

7.4.1 几何误差系数描述119

7.4.2 最佳星座的选择120

7.5 GPS误差分析和误差模型121

练习题125

第8章 组合导航系统127

8.1 概述127

8.2 GPS/INS组合导航系统127

8.2.1 松散组合模式128

8.2.2 紧密组合模式129

8.2.3 不同组合模式综合比较与发展130

8.2.4 组合卡尔曼滤波器134

8.3 GPS/DRS组合导航定位系统实例136

8.3.1 航迹推算系统简介136

8.3.2 GPS/DRS组合导航定位系统结构138

8.3.3 GPS/DRS组合导航定位系统误差分析139

8.3.4 组合导航滤波器的设计与实现142

8.3.5 GPS/DRS组合导航定位系统实验验证146

8.4 MIMU/MR/GPS组合导航系统实例149

8.4.1 MIMU/MR/GPS组合导航结构149

8.4.2 MIMU/MR/GPS组合导航子滤波器设计151

8.4.3 MIMU/MR/GPS组合导航系统动态测试154

练习题158

参考文献159