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第1章 导航技术概论1

1.1概述1

1.1.1导航、制导与控制1

1.1.2导航技术的起源与发展2

1.2几种典型的导航系统7

1.2.1无线电导航技术8

1.2.2伏尔导航系统16

1.2.3多普勒导航系统16

1.2.4塔康导航系统18

1.2.5罗兰导航系统19

1.2.6卫星导航21

1.2.7惯性导航系统23

1.2.8天文导航系统24

1.3导航技术的发展趋势25

1.3.1现代军事作战对导航的要求及其发展25

1.3.2 21世纪导航技术发展的主要趋势28

1.4本章小结30

思考题30

第2章 组合导航的基本概念31

2.1惯性导航与组合导航31

2.2基本的组合导航系统32

2.3组合导航的基本要求34

2.4组合导航的主要研究内容35

2.5本章小结36

思考题37

第3章 组合导航的基本构成与工作模式38

3.1组合导航系统的基本构成38

3.2组合导航系统的工作模式40

3.3组合导航系统导航状态估计方法42

3.3.1直接法43

3.3.2间接法44

3.4组合导航系统容错方案45

3.5组合导航系统的误差修正46

3.6本章小结46

思考题46

第4章 导航系统误差分析与建模方法47

4.1惯性导航系统基本原理47

4.1.1陀螺仪49

4.1.2速率陀螺仪55

4.1.3加速度计56

4.1.4平台式惯性导航60

4.1.5捷联式惯性导航61

4.2惯性导航系统误差分析63

4.2.1陀螺仪的漂移63

4.2.2加速度计误差65

4.2.3解析式陀螺稳定平台误差传递与误差模型65

4.2.4当地水平式惯性平台误差模型69

4.3卫星导航系统误差分析76

4.3.1 GPS系统76

4.3.2 GLONASS系统84

4.3.3伽利略导航系统85

4.3.4北斗导航系统87

4.3.5卫星导航系统误差分析90

4.3.6卫星导航系统误差模型92

4.4天文导航系统误差分析94

4.4.1天文导航系统对惯性基准误差的观测94

4.4.2天文导航系统的误差分析与误差模式96

4.5本章小结100

思考题100

第5章 组合导航系统状态估计方法101

5.1多传感器信息融合概述101

5.1.1信息融合的基本概念101

5.1.2信息融合的特点103

5.1.3信息融合的模型与层次103

5.1.4信息融合的基本方法105

5.1.5信息融合研究的主要方向107

5.2导航数据预处理108

5.2.1野值处理109

5.2.2信息同步110

5.3坐标统一111

5.3.1坐标系的方向余弦矩阵及矢量导数的关系111

5.3.2惯性坐标系114

5.3.3非惯性坐标系115

5.4卡尔曼滤波119

5.4.1卡尔曼滤波基本方程120

5.4.2卡尔曼滤波的工程应用方法124

5.5本章小结128

思考题128

第6章 组合导航系统滤波器设计130

6.1集中卡尔曼滤波131

6.2联邦卡尔曼滤波134

6.2.1分散滤波134

6.2.2联邦滤波及其算法135

6.2.3异质多传感器系统的联邦滤波结构137

6.3自适应卡尔曼滤波140

6.3.1噪声有限记忆在线计算自适应滤波方法142

6.3.2渐消记忆自适应滤波方法143

6.3.3卡尔曼滤波的平方根分解计算146

6.3.4联邦卡尔曼滤波的信息因子自适应分配147

6.4本章小结149

思考题149

第7章 组合导航系统降价设计150

7.1状态删除法150

7.2卡尔曼滤波的集结降阶设计152

7.3卡尔曼滤波的奇异摄动降阶158

7.4稀疏矩阵运算162

7.5本章小结166

思考题166

第8章 组合导航系统信息同步167

8.1主滤波器与各子滤波器输出信息的同步167

8.2子滤波器中观测信息的同步169

8.2.1滤波周期小于观测周期时的滤波169

8.2.2滤波周期大于观测周期时的滤波169

8.2.3滤波时刻与观测数据时刻不重合情况下的滤波170

8.3子滤波器观测信息同步处理的滤波算法171

8.4本章小结173

思考题173

第9章 组合导航系统容错滤波设计174

9.1卡尔曼滤波器的容错性能174

9.2组合导航系统突变型故障容错滤波研究176

9.2.1突变型故障有限记忆在线预测滤波器残差校验176

9.2.2突变型故障被检测出情况下的联邦滤波算法179

9.3组合导航系统渐变型故障容错滤波180

9.3.1子滤波器的观测品质180

9.3.2观测品质的模糊评估方法182

9.3.3基于观测品质的渐变故障容错滤波185

9.4联邦滤波器容错滤波的仿真方法186

9.5本章小结189

思考题189

第10章 组合导航系统的车载试验方法190

10.1车载组合导航试验系统190

10.1.1车载组合导航试验系统的组成190

10.1.2卡载组合导航系统工作流程193

10.2车载组合导航系统试验及数据处理195

10.2.1车载试验准备与实施195

10.2.2车载试验的惯性平台定位算法195

10.2.3车载试验中惯性系统姿态角的提取196

10.2.4导航信号的坐标转换200

10.2.5导航信号的野值剔除202

10.3车载组合导航系统试验结果与分析202

10.4本章小结203

思考题204

参考文献205