惯性导航原理与系统应用设计(普通高校十四五规划教材)

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。本书在介绍导航定 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 果融入本书中，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。 本书既有导航系统所需 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。

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-库塔法 2.6.3 四阶龙格-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