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| 內容簡介： |
惯性导航技术是导航和定位领域里一项重要的技术，它不与外界进行信息交换，自主性强，而且能够给出载体的全状态信息（加速度、角速度、速度、位置和姿态），是载体导航定位的核心系统。《惯性导航原理与系统应用设计》在介绍导航定义、作用、分类以及导航技术发展的基础上，全面介绍了惯性导航系统的原理，捷联姿态矩阵即时更新、导航参数即时更新、捷联惯导系统的初始对准以及系统误差分析等内容。在此基础上，将工程实际中的一些科研成果融入书中，形成了捷联惯性导航系统设计与实现、姿态与航向系统设计与实现以及组合导航系统设计与实现等与系统设计和实现有关的内容。
《惯性导航原理与系统应用设计》既有导航系统所需数学物理知识的介绍，又有惯性导航系统原理的详细分析，还有工程实例的应用设计，内容安排上循序渐进，由浅人深，物理概念清晰，既可作为控制科学与工程、仪器科学与技术和测绘科学与技术等相关专业本科生和研究生的教材，又可以作为专业技术人员的技术参考书，还可以作为了解导航技术和惯性导航系统原理和应用的参考资料。
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| 目錄：
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第1章 导航技术概述
1．1 导航的定义及作用
1．2 导航技术的产生与发展
1．2．1 人类活动范围与导航技术发展
1．2．2 交通（或运载）工具与导航技术发展
1．2．3 航行可靠性与导航技术发展
1．3 导航技术的分类
1．3．1 古代导航技术
1．3．2 无线电导航技术
1．3．3 惯性导航技术
1．3．4 地球物理场导航技术
1．3．5 天文导航技术
1．3．6 视觉导航技术
1．3．7 组合导航技术
1．3．8 多源信息融合导航技术
1．4 惯性导航技术的发展及现状
思考与练习题
第2章 惯性导航中的数理基础
2．1 概述
2．2 牛顿运动定律
2．2．1 牛顿第一运动定律
2．2．2 牛顿第二运动定律
2．2．3 牛顿第三运动定律
2．3 向量的乘积
2．3．1 两个向量的内积
2．3．2 两个向量的叉积
2．4 哥氏定理
2．5 空间直角坐标系的坐标变换
2．5．1 方向余弦法
2．5．2 欧拉角法
2．5．3 空间直角坐标系间变换矩阵的性质
2．5．4 方向余弦矩阵微分方程
2．6 微分方程的数值积分算法
2．6．1 一阶欧拉法
2．6．2 二阶龙格一库塔法
2．6．3 四阶龙格一库塔法
2．6．4 三种数值积分算法的适用性分析
2．7 地球数学模型和相关导航参数
2．7．1 地球几何形状及其数学模型
2．7．2 经线和经度
2．7．3 垂线、纬度和高度
2．7．4 参考椭球体的法线长度和法截线曲率半径
2．7．5 地球重力加速度和自转角速度
2．7．6 地球上定位的两种坐标方法及其转换
2．8 角动量定理与陀螺仪基本特性
2．8．1 定点转动刚体的角动量
2．8．2 角动量定理
2．8．3 刚体定点转动的欧拉动力学方程
2．8．4 陀螺仪的基本特性
2．9 惯性稳定平台
2．9．1 单轴惯性稳定平台
2．9．2 三轴惯性稳定平台
2．10 舒勒摆原理与舒勒调整可实现性
2．10．1 用物理摆实现舒勒摆的原理
2．10．2 舒勒调整的可实现性
2．10．3 单轴惯导系统原理和舒勒调整实现
思考与练习题
第3章 惯性导航的基本原理
3．1 概述
3．2 惯性导航系统常用的坐标系和载体姿态角
3．2．1 惯性导航中各种坐标系的必要性
3．2．2 惯性导航中的常用坐标系
3．2．3 载体姿态角
3．3 惯导系统的分类
3．3．1 根据惯导系统选取的导航坐标系分类
3．3．2 根据惯导系统实现的结构分类
3．4 惯性导航基本方程及其矩阵表示法
3．4．1 惯导基本方程
3．4．2 惯导基本方程的矩阵表示法
3．5 惯导系统原理与力学方程编排
3．5．1 指北方位系统
3．5．2 自由方位系统
3．5．3 游动自由方位系统
第4章 捷联矩阵的即时更新
第5章 惯性导航系统的误差分析
第6章 惯性导航系统的初始对准
第7章 捷联惯性导航系统设计与实现
第8章 姿态与航向参考系统设计与实现
第9章 SINS／GNSS组合导航系统的设计与实现
参考文献
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| 內容試閱：
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导航定位技术伴随人类诞生而诞生，且随着人类政治、经济和军事活动的发展而不断发展，迄今已经经历了数千年的发展，已成为保证航空、航天、航海、陆地和大众生活领域中众多载体安全可靠航行的关键技术之一。惯性导航技术是导航定位技术理论发展过程中的一个重要分支，是现代精确导航、制导与控制系统的核心信息源，而且在构建陆海空天电（磁）五维一体信息化体系和实现军事装备机械化与信息化复合式发展的进程中具有不可替代的关键支撑作用。无论是航空／天器和舰船等军用载体，还是行人、车辆和无人机／车等民用载体，在空间内航行都必须实时获取导航定位信息并引导载体安全航行，这既是一项基本要求，也是一项核心内容，关乎每一次航行的安全和成败。在实际应用中，特别是军事应用中，都是以惯性导航为核心，再融合其他导航系统信息为载体提供导航定位信息。
惯性导航技术是一门独立的学科，其综合了现代数学、现代控制理论、物理、力学、计算机、机电以及精密仪器等多个学科的相关技术，已广泛应用于航空、航天、航海、车辆导航以及行人导航和定位中。由于惯性是所有质量体的基本属性，因此建立在惯性原理基础上的惯性导航系统不需要任何外界信息，仅依靠系统本身就可以全天时、全天候地提供载体的全状态信息（加速度、角速度、速度、位置和姿态信息）。惯性导航系统具有自主性、隐蔽性和完备性的特点是其他导航系统（如无线电导航系统、多普勒导航系统、卫星导航定位系统、地球物理场导航系统、天文导航和视觉导航系统等）无法比拟的，在载体导航和定位系统中具有重要作用。
本书在介绍导航技术产生、发展及其作用和导航系统中常用的数学、物理知识的基础上，详细介绍了惯性导航系统的原理、力学方程编排、误差分析、初始对准和系统设计与实现；同时将作者多年科研工作中取得的成果融入本书中，使得全书内容丰富、由浅入深，既有利于初学者顺利掌握基本概念和惯性导航系统的关键技术，又可为导航系统应用的工程设计与实践提供借鉴；既可作为高年级本科生和研究生的教材，又可作为专业工程技术人员的参考书。
本书共三个部分，第一部分（第1章和第2章）主要介绍了导航技术的产生、发展、作用和应用以及惯性导航系统中的数理基础知识。第二部分（第3～6章）主要介绍了惯性导航的参考基准、惯性导航基本方程、惯性导航系统基本原理与力学方程编排、捷联矩阵即时更新、导航参数即时更新、系统误差分析和系统初始对准等内容。第三部分（第7～9章）主要介绍了惯性导航系统在实际工程中应用的系统设计与实现，包括捷联惯性导航系统、栽体全姿态解算系统和惯导GNSS组合导航系统的设计与实现；同时，以无人机自主导航与控制为应用背景，对低成本姿态与航向参考系统和低成本惯导GNSS组合导航系统进行了设计与实现，并在无人机飞行控制中进行了应用。三部分内容既有一定的连贯性，又相对独立，读者可根据自身基础和实际应用情况选择所需内容进行学习和阅读。
本书所涉及的部分成果得到国家自然基金（No.41574024，41874034）、国家重点研发计划（2016YFB0502102）、北京市自然基金（No.4162035，4202041）、航空科学基金（No.2016ZC51024）和多项科研课题的大力支持。
在本书完成之际，要特别感谢我的博士生导师陈哲教授和同实验室的张常云教授，他们虽未直接参与本书编写，但他们积累的丰富科研成果和教学成果为本书编写提供了支撑。书中部分实验结果来源于实验室博士生和硕士生的研究成果，而且王梦园博士生和穆梦雪博士生阅读和校对了全书。在此一并表示衷心地感谢！
由于作者水平水平有限，书中的缺点和错误敬请读者批评和指正。
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