机载高分辨率对地观测系统位置姿态测量技术

本书介绍了机载高分辨率对地观测系统的位置姿态测量相关理论方法和关键技术，内容包括惯性导航基础、机载位置姿态系统(POS)工作原理、初始对准、实时组合估计、高精度离线组合估计方法和机载POS在高分辨率对地观测工程的应用。 本书可以作为惯性导航、惯性／卫星组合导航相关方向的研究生教材，部分内容简化后可以作为本科生的专业课程教材，同时可供从事导航、遥感测绘、智能感知技术的研究人员和工程技术人员参考。

第1章 概述
1.1 引言
1.2 机载高分辨率对地观测系统对位置姿态测量需求
1.2.1 合成孔径雷达对POS产品的需求
1.2.2 激光雷达载荷对POS产品的需求
1.2.3 其他载荷对POS产品的需求
1.3 机载高精度位置姿态测量技术国内外现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
第2章 机载位置姿态系统工作原理
2.1 引言
2.2 机载POS常用坐标系
2.2.1 机载POS常用坐标系
2.2.2 时空坐标系及其变换
2.3 绝对加速度与比力方程
2.3.1 绝对加速度的表达式
2.3.2 比力方程
2.4 机载POS常用地球参考模型
2.5 捷联惯导系统组成及工作原理
2.5.1 捷联惯导系统基本力学编排方程
2.5.2 惯性导航系统的误差方程
2.6 卫星导航系统
2.6.1 卫星导航系统工作原理
2.6.2 卫星导航系统误差来源及特性分析
2.7 机载POS组合测量原理
2.7.1 机载POS总体组成
2.7.2 系统工作流程
2.7.3 系统基本工作原理
2.7.4 系统工作过程
第3章 捷联惯性导航系统误差建模与补偿
3.1 引言
3.2 惯性测量单元的误差建模
3.2.1 陀螺仪惯性组件的误差建模
3.2.2 加速度计惯性组件的误差建模
3.3 惯性测量单元的误差标定
3.3.1 惯性测量单元的常规误差标定
3.3.2 基于离散解析与卡尔曼滤波结合的误差标定
3.4 系统温度误差建模与补偿方法
3.4.1 陀螺仪的温度误差建模与补偿
3.4.2 高精度IMU的温度误差建模与补偿方法
3.5 系统振动误差建模与补偿方法
3.5.1 振动误差对系统测量精度的影响分析
3.5.2 振动环境下系统内杆臂误差的标定与补偿
第4章 机载位置姿态系统初始对准
4.1 引言
4.2 初始对准的基本原理与分类
4.2.1 初始对准的基本原理
4.2.2 初始对准的分类
4.3 系统粗对准方法
4.3.1 静基座解析粗对准方法
4.3.2 抗扰动解析粗对准方法
4.4 系统精对准方法
4.4.1 静基座初始精对准
4.4.2 基于PEKF算法的初始精对准方法
第5章 机载位置姿态系统实时组合估计
5.1 引言
5.2 机载POS实时组合滤波方法
5.2.1 标准卡尔曼滤波
5.2.2 扩展卡尔曼滤波
5.2.3 联邦滤波
5.3 机载POS杆臂误差建模方法
5.3.1 刚性杆臂误差建模方法
5.3.2 动态杆臂误差建模方法
5.4 基于可观测度分析与杆臂补偿的POS空中对准方法
5.4.1 可观测度分析与杆臂效应误差补偿
5.4.2 半物理仿真及飞行验证实验
5.5 基于量测自适应EKF的POS空中机动对准方法
5.5.1 基于量测自适应EKF滤波的空中机动对准方法
5.5.2 半物理仿真及车载验证实验
第6章 机载位置姿态系统高精度离线组合估计
6.1 引言
6.2 机载POS离线组合估计方法
6.2.1 线性RTS固定区间平滑算法
6.2.2 Unscented卡尔曼滤波
6.2.3 粒子滤波
6.2.4 ERTSS平滑算法
6.2.5 URTSS平滑算法
6.3 基于SVD-RTS固定区间平滑的POS离线组合估计方法
6.3.1 基于SVD的RTS平滑算法
6.3.2 基于SVD的RTS固定区间平滑的POS组合滤波模型
6.3.3 半物理仿真实验
6.4 POS高阶误差建模
6.4.1 IMU惯性器件误差源分析及建模
6.4.2 POS高阶误差模型的建立
6.5 高精度POS重力扰动补偿方法
6.5.1 基于重力扰动的SINS／GPS组合导航系统误差分析
6.5.2 直接求差+模型的重力扰动补偿方法
6.6 基于URTSS的POS离线组合估计方法
6.6.1 非线性误差模型建立
6.6.2 基于URTSS的POS离线组合估计数学模型设计
6.6.3 仿真实验验证与分析
6.6.4 飞行实验验证与分析
6.7 机载POS离线处理软件
6.7.1 离线处理软件设计
6.7.2 用户接13设计
6.7.3 离线处理软件实现
参考文献