●目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 慣性導航繫統初始對準 1
1.2 慣性導航繫統傳遞對準 2
1.3 慣性導航繫統初始對準研究進展 3
1.4 本書內容框架 7
第2章 捷聯慣性導航繫統傳遞對準仿真繫統設計 8
2.1 捷聯慣性導航繫統動基座傳遞對準的結構 8
2.2 仿真繫統各模塊的設計 10
2.2.1 仿真繫統的結構 10
2.2.2 艦船運動模擬器 11
2.2.3 撓曲變形模擬器 13
2.2.4 慣性器件模擬器 14
2.2.5 捷聯慣性導航繫統模擬器 17
2.2.6 杆臂效應模擬器 24
2.3 仿真分析 25
2.4 小結 28
第3章 傳遞對準濾波算法及可觀測度計算 29
3.1 卡爾曼濾波原理 29
3.1.1 連續繫統的卡爾曼濾波 30
3.1.2 離散繫統的卡爾曼濾波 30
3.1.3 連續卡爾曼濾波方程的離散化處理 32
3.2 離散型非線性擴展卡爾曼濾波 33
3.3 無跡卡爾曼濾波 35
3.4 容積卡爾曼濾波 37
3.4.1 球形徑向容積準則 38
3.4.2 容積卡爾曼濾波算法 38
3.4.3 仿真分析 39
3.5 可觀測性分析理論 42
3.6 可觀測度計算及其改進方法 42
3.7 小結 46
第4章 慣性導航繫統經典傳遞對準 47
4.1 基本公式說明 47
4.1.1 姿態誤差的定義 48
4.1.2 方向餘弦矩陣的微分方程 49
4.1.數微分方程 50
4.1.數和方向餘弦矩陣的轉換關繫 50
4.2 經典傳遞對準誤差模型 51
4.2.1 姿態誤差模型 51
4.2.2 速度誤差模型 52
4.2.3 位置誤差模型 54
4.2.4 慣性器件誤差模型 54
4.3 經典對準的濾波器設計 55
4.3.1 繫統狀態模型 55
4.3.2 速度誤差量測模型 55
4.3.3 位置誤差量測模型 55
4.4 經典對準的可觀測性研究及仿真分析 56
4.4.1 經典對準仿真繫統設計 56
4.4.2 位置誤差量測時的經典對準 56
4.4.3 速度誤差量測時的經典對準 58
4.5 經典傳遞對準影響因素分析 59
4.5.1 海浪對初始對準的影響 59
4.5.2 航行速度變化對初始對準的影響 62
4.5.3 杆臂誤差對初始對準的影響 63
4.6 大方位失準角時的經典傳遞對準 64
4.6.1 大方位失準角經典傳遞對準非線性誤差模型 64
4.6.2 大方位失準角時的經典對準仿真分析 65
4.7 小結 66
第5章 線性快速傳遞對準 67
5.1 快速傳遞對準的線性誤差模型 67
5.1.1 坐標繫定數相關理論 67
5.1.2 計算姿態誤差模型 69
5.1.3 真實姿態誤差模型 71
5.1.4 速度誤差模型 71
5.2 “速度+姿態”匹配快速傳遞對準研究 72
5.2.1 “速度+姿態”匹配量測模型及濾波器設計 72
5.2.2 繫統可觀測性分析及可觀測度計算 73
5.2.3 “速度+姿態”匹配快速傳遞對準仿真分析 74
5.3 “速度+角速度”匹配快速傳遞對準研究 75
5.3.1 “速度+角速度”匹配量測模型及濾波器設計 76
5.3.2 繫統可觀測性分析及可觀測度計算 77
5.3.3 “速度+角速度”匹配快速傳遞對準仿真分析 78
5.4 “速度+部分角速度”匹配快速傳遞對準研究 80
5.4.1 艦船撓曲變形對失準角估計精度的影響分析 80
5.4.2 “速度+部分角速度”匹配模型及可觀測性分析 82
5.4.3 “速度+部分角速度”匹配快速傳遞對準仿真分析 84
5.5 小結 85
第6章 快速傳遞對準精度影響因素分析 86
6.1 海浪對快速傳遞對準的影響分析 86
6.2 航行速度對快速傳遞對準的影響分析 89
6.3 杆臂誤差對快速傳遞對準的影響分析 91
6.4 撓曲變形對快速傳遞對準的影響分析 93
6.5 小結 95
第7章 非線性快速傳遞對準 96
7.1 捷聯慣性導航繫統快速傳遞對準的非線性誤差模型 96
7.1.1 數的真實姿態誤差模型 96
7.1.2 數的計算姿態誤差模型 97
7.1.3 數的速度誤差模型 98
7.2 非線性模型與線性模型的關繫 99
7.3 “速數”匹配非線性快速傳遞對準濾波器設計及仿真分析 100
7.3.1 繫統狀態、繫統模型及量測模型 101
7.3.2 仿真分析 101
7.4 兩種誤差模型級聯的二次快速傳遞對準 103
7.4.1 二次快速傳遞對準方法設計 103
7.4.2 二次快速傳遞對準仿真分析 104
7.5 基於偽量測的非線性快速傳遞對準 105
7.5.1 基於偽量測的非線性快速傳遞對準模型 106
7.5.2 可觀測性分析 108
7.5.3 仿真分析 110
7.6 小結 111
第8章 傳遞信息不確定時的快速傳遞對準 112
8.1 時間延遲時的快速傳遞對準 112
8.1.1 傳遞對準中時間延遲分析 112
8.1.2 基於姿態矩陣預測的時間延遲誤差補償方案 113
8.1.3 時間延遲誤差補償方案仿真分析 114
8.2 隨機丟包時的快速傳遞對準 116
8.2.1 量測參數丟包問題模型 116
8.2.2 量測丟包的估計算法 119
8.2.3 次優傳遞對準估計器 131
8.2.4 仿真分析 133
8.3 小結 137
第9章 基於快速傳遞對準模型的艦船甲板變形實時估計 138
9.1 艦船甲板變形估計的卡爾曼濾波器設計 138
9.1.1 繫統模型 138
9.1.2 量測模型 139
9.1.3 卡爾曼濾波器 141
9.2 艦船甲板變形估計算法的可觀測性分析 141
9.2.1 可觀測性分析 141
9.2.2 基於可觀測度的奇異值分解 142
9.2.3 艦船甲板變形估計算法的可觀測度 143
9.3 仿真分析 144
9.4 小結 147
附錄 數表示旋轉的說明 148
參考文獻 150

慣性導航繫統的初始對準是慣性導航繫統進入導航狀態之前必須要完成的工作，靜基座條件下的初始對準技術比較成熟，但是動基座條件下如何快速準確的完成初始對準還是比較困難。本書從經典的靜基座初始對準入手，重點介紹動基座條件下的快速傳遞對準技術。包括快速傳遞對準匹配算法對比分析，快速傳遞對準濾波算法，非線性快速傳遞對準技術，以及傳遞信息不確定時的快速傳遞對準技術