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第1章 引言 1

1.1 导航 1

1.2 惯性导航 2

1.3 捷联技术 2

1.4 本书的编排 3

参考文献 4

第2章 惯性导航的基本原理与发展历程 5

2.1 基本概念 5

2.2 小结 7

2.3 发展历程 8

2.4 当代惯性导航系统 10

2.5 惯性敏感器的发展趋势 10

参考文献 11

第3章 捷联惯性导航系统的基本原理 12

3.1 概述 12

3.2 简单的二维捷联导航系统 12

3.3 参考坐标系 14

3.4 三维捷联导航系统的基本分析 15

3.5 捷联系统的机械编排 18

3.6 捷联姿态表达式 24

3.7 详细导航方程 33

参考文献 39

第4章 陀螺技术1 41

4.1 概述 41

4.2 常规敏感器 42

4.3 速率敏感器 59

4.4 振动陀螺 62

4.5 低温器件 70

4.6 静电悬浮陀螺 73

4.7 其他的角运动敏感器件 74

参考文献 78

第5章 陀螺技术2 80

5.1 光学敏感器 80

5.2 冷原子敏感器 99

5.3 陀螺技术小结 102

参考文献 104

第6章 加速度计和多功能敏感器技术 106

6.1 概述 106

6.2 平移运动的测量 106

6.3 机械敏感器 107

6.4 固态加速度计 112

6.5 多功能敏感器 119

6.6 角加速度计 125

6.7 倾斜仪 127

6.8 加速度计和多功能敏感器技术小结 127

参考文献 128

第7章 微型惯性敏感器 129

7.1 概述 129

7.2 硅加工 131

7.3 微型陀螺技术 131

7.4 微型加速度计技术 139

7.5 微型光机电系统 144

7.6 多轴／旋转构件 144

7.7 基于微机电系统的惯性测量装置 144

7.8 系统集成 146

7.9 小结 146

参考文献 147

第8章 测试、标定和补偿 148

8.1 概述 148

8.2 试验原理 148

8.3 试验设备 150

8.4 数据记录设备 150

8.5 陀螺仪试验 151

8.6 加速度计试验 164

8.7 标定与误差补偿 171

8.8 惯性导航系统的测试 173

8.9 半实物仿真测试 175

参考文献 176

第9章 捷联系统技术 178

9.1 概述 178

9.2 捷联导航系统的组成 178

9.3 仪表组件 179

9.4 仪表的电子部件 183

9.5 姿态计算机 184

9.6 导航计算机 185

9.7 电源调整 186

9.8 减振基座 186

9.9 小结 187

参考文献 188

第10章 惯性导航系统的对准 189

10.1 概述 189

10.2 基本原理 189

10.3 地面对准 193

10.4 空中对准 198

10.5 海上的对准 206

参考文献 211

第11章 捷联导航系统计算 212

11.1 概述 212

11.2 姿态计算 212

11.3 加速度矢量变换算法 223

11.4 导航算法 226

11.5 小结 228

参考文献 229

第12章 广义系统性能分析 231

12.1 概述 231

12.2 二维捷联惯性导航系统误差传播 231

12.3 广义误差方程 236

12.4 分析评估 242

12.5 通过仿真手段进行评估 251

12.6 捷联系统性能的运动相关性 255

12.7 小结 261

参考文献 261

第13章 组合导航系统 263

13.1 概述 263

13.2 基本原理 263

13.3 外部辅助导航设备 264

13.4 机载测量 275

13.5 系统综合 280

13.6 卡尔曼滤波在辅助惯性导航系统中的应用 281

13.7 INS-GPS组合 287

13.8 多敏感器组合导航 293

13.9 小结 294

参考文献 294

第14章 设计举例 296

14.1 概述 296

14.2 需求背景 296

14.3 导航系统要求 297

14.4 选择捷联惯导的原因 299

14.5 导航系统设计和分析过程 300

14.6 试验、标定和补偿要求 308

14.7 用辅助方式提高性能 309

14.8 小结 309

参考文献 309

第15章 惯性敏感器和惯性系统的其他应用 310

15.1 概述 310

15.2 井孔勘探 310

15.3 船舶惯性导航系统（SINS） 318

15.4 运载体的稳定与控制 320

15.5 设备稳定 330

15.6 大地与地球物理测量和基本物理现象的观测 347

15.7 其他应用 350

15.8 小结 355

参考文献 356

附录A 卡尔曼滤波 358

附录B 惯性导航系统的误差预估 364

附录C 惯性系统结构形式 367

附录D GPS与GLONASS卫星导航系统的比较 370

符号表 374

术语简介 377