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惯性器件与惯性导航系统

惯性器件与惯性导航系统

出版社:科学出版社出版时间:2020-12-06
开本: 大32开 页数: 320
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惯性器件与惯性导航系统 版权信息

惯性器件与惯性导航系统 内容简介

惯性器件(陀螺仪和加速度计)是各类惯性导航系统的核心部件。邓志红、付梦印、张继伟、肖烜编著的《惯性器件与惯性导航系统》以惯性器件及其系统技术发展为主线,系统介绍惯性技术理论基础、经典陀螺仪结构及工作原理、光学陀螺仪结构及工作原理、振动陀螺仪结构及工作原理、加速度计、平台式惯性导航系统、捷联式惯性导航系统、惯性测试技术、组合导航技术等内容。本书不但注重已有原理的阐述,而且注重前沿性,如加入原子陀螺仪、旋转捷联式惯性导航系统技术以及海洋地球物理辅助导航技术等,使读者在掌握基本原理的同时也能把握学科方向的发展前沿。 本书可作为高年级本科生的专业基础课教材,也可作为研究生和专业人员进行科学研究的参考书。

惯性器件与惯性导航系统 目录

前言第1章 基础知识1.1 基本概念1.1.1 惯性导航的基本原理1.1.2 惯性导航系统的组成及分类1.2 地球参考椭球和重力场1.2.1 地球的形状1.2.2 参考旋转椭球体的曲率半径1.2.3 地球重力场特性1.2.4 垂线与纬度1.2.5 地球运动和时间的定义1.3 参考坐标系的建立1.3.1 确定地球相对惯性空间运动的坐标系1.3.2 确定运载体相对地球表面位置的坐标系1.3.3 运载体和导航仪表坐标系1.4 坐标变换及姿态矩阵描述1.4.1 方向余弦矩阵表示的坐标变换1.4.2 四元数表示的坐标变换思考题第2章 机械转子式陀螺仪2.1 机械转子式陀螺仪力学基础2.1.1 牛顿定律2.1.2 哥氏定理2.1.3 刚体的定点转动2.2 机械转子式陀螺仪工作原理2.2.1 机械转子式陀螺仪的物理模型2.2.2 双自由度陀螺仪2.2.3 单自由度陀螺仪2.2.4 性能指标与误差模型2.3 典型的机械转子式陀螺仪2.3.1 液浮陀螺仪2.3.2 挠性陀螺仪2.3.3 静电陀螺仪思考题第3章 光学陀螺仪与原子陀螺仪3.1 光学陀螺仪基础3.1.1 光的干涉3.1.2 氦-氖激光器3.1.3 Sagnac效应3.2 激光陀螺仪3.2.1 基本结构原理和分类3.2.2 激光陀螺仪输出误差特性分析3.2.3 自锁效应的克服3.3 光纤陀螺仪3.3.1 光路的互易性3.3.2 光纤陀螺仪的功能元件3.3.3 光纤陀螺仪分类及特点3.3.4 噪声因素及抑制措施3.4 MOEMS陀螺仪3.4.1 集成光学陀螺仪3.4.2 光子晶体光纤陀螺仪3.5 原子陀螺仪3.5.1 原子陀螺仪的基本结构3.5.2 原子陀螺仪的工作原理思考题第4章 振动陀螺仪与加速度计4.1 振动陀螺仪基础4.1.1 哥氏加速度与哥氏效应4.1.2 振动陀螺仪原理4.1.3 振动陀螺仪的典型结构4.2 半球谐振陀螺仪4.2.1 半球谐振陀螺仪的结构4.2.2 半球谐振陀螺仪的工作原理4.2.3 半球谐振陀螺仪的信号检测4.3 音叉振动陀螺仪4.3.1 音叉振动陀螺仪的结构4.3.2 音叉振动陀螺仪的工作原理4.4 微机电陀螺仪4.4.1 微机电陀螺仪概述4.4.2 微机电陀螺仪结构及工作原理4.4.3 微机电陀螺仪的微弱信号检测4.5 压电振动陀螺仪4.6 加速度计4.6.1 比力与比力测量4.6.2 摆式加速度计4.6.3 石英振梁式加速度计4.6.4 硅微加速度计思考题第5章 平台式惯性导航系统5.1 平台式惯性导航系统概述5.2 陀螺稳定平台5.2.1 单轴积分陀螺稳定平台5.2.2 三轴陀螺稳定平台5.3 指北方位惯性导航系统基本工作原理5.3.1 比力方程5.3.2 指北方位惯性导航系统的定位原理5.3.3 平台的稳定及修正5.3.4 指北方位惯性导航系统的控制方程5.3.5 指北方位惯性导航系统的高度通道问题5.4 自由方位与游动方位惯性导航系统的力学编排方程5.4.1 自由方位惯性导航系统的特点分析5.4.2 自由方位惯性导航系统的力学编排5.4.3 游动方位惯性导航系统的力学编排5.5 平台式惯性导航系统误差分析5.5.1 基本方程与误差方程5.5.2 误差分析5.6 平台式惯性导航系统的初始对准5.6.1 初始对准概述5.6.2 水平对准5.6.3 方位对准思考题第6章 捷联式惯性导航系统6.1 捷联式惯性导航系统概述6.1.1 捷联式惯性导航系统的特点6.1.2 捷联算法6.2 捷联式惯性导航系统的姿态矩阵计算6.2.1 姿态矩阵微分方程描述6.2.2 姿态矩阵的实时计算6.2.3 等效旋转矢量算法6.2.4 各种姿态算法的比较6.3 捷联式惯性导航系统的速度与位置计算6.3.1 速度计算6.3.2 位置计算6.4 捷联式惯性导航系统的初始对准6.4.1 捷联式惯性导航系统的误差模型6.4.2 捷联式惯性导航系统的自对准6.4.3 捷联式惯性导航系统的传递对准6.5 旋转捷联式惯性导航系统6.5.1 旋转调制补偿机理6.5.2 旋转捷联式惯性导航系统的关键技术6.6 陀螺寻北仪6.6.1 陀螺寻北仪工作原理6.6.2 陀螺寻北仪数学模型思考题第7章 惯性测试技术7.1 惯性测试技术概述7.2 标定方法7.2.1 分立标定法7.2.2 系统级标定法7.3 惯性测试设备7.3.1 精度测试设备7.3.2 环境试验设备思考题第8章 组合导航技术8.1 常见导航系统基本定位原理8.1.1 卫星导航8.1.2 天文导航8.1.3 地形辅助导航8.1.4 无线电导航8.2 海洋地球物理辅助导航8.2.1 海洋重力辅助导航8.2.2 地磁辅助导航8.2.3 海深和海底地形辅助导航8.2.4 制图和同步定位技术8.3 组合导航系统设计8.3.1 组合导航系统的组合工作模式8.3.2 组合导航系统的滤波设计8.3.3 多传感器信息融合思考题参考文献
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