本書由航天科技圖書出版基金資助，是作者十多年從事臨近空間高超聲速飛行器科研教學實踐成果的總結，也是國內在臨近空間高超聲速飛行器組合導航技術研究與實踐方面寶貴經驗的總結。

●第1章 高超聲速飛行器及導航繫統綜述
1.1 高超聲速飛行器綜述
1.1.1 美國高超聲速飛行器綜述
1.1.2 俄羅斯高超聲速飛行器綜述
1.1.3 中國高超聲速飛行器綜述
1.1.4 其他國家高超聲速飛行器綜述
1.2 高超聲速飛行器導航繫統綜述
1.2.1 高超聲速飛行器導航繫統特點
1.2.2 高超聲速飛行器導航特點分析
1.3 本書目的
第2章 導航算法基礎
2.1 導航算法中的數學基礎
2.1.1 矢量
2.1.2 矢量坐標轉換
2.1.3 角速度矢量
2.1.4 反對稱矩陣
2.1.5 角速度坐標轉換
2.1.6 矢量和反對稱矩陣的基本運算法則
2.1.7 最小二乘法
2.1.8 非線性方程的線性化
2.2 坐標繫
2.2.1 地心慣性坐標繫
2.2.2 地心地固坐標繫
2.2.3 載體坐標繫
2.2.4 發射坐標繫
2.2.5 發射慣性坐標繫
2.2.6 發射地心慣性坐標繫
2.2.7 當地水平坐標繫
2.3 坐標繫轉換
2.3.1 歐拉角與轉換矩陣
2.3.2 地心慣性坐標繫與地心地固坐標繫
2.3.3 發射坐標繫與地心地固坐標繫
2.3.4 地心慣性坐標繫與發射坐標繫
2.3.5 發射坐標繫與載體坐標繫
2.3.6 發射慣性坐標繫與載體坐標繫
2.3.7 發射慣性坐標繫與發射坐標繫
2.3.8 地心地固坐標繫與當地水平坐標繫
2.3.9 發射坐標繫與當地水平坐標繫
2.數
2.4.數的基礎知識
2.4.數的表示方法
2.4.數的運算
2.4.4 數定理
2.4.數與姿態矩陣的關繫
2.5 姿態、速度位置微分
2.5.1 姿態矩陣的微分
2.5.2 慣性坐標繫中位置矢量的微分
2.5.3 慣性坐標繫中速度矢量的微分
2.6 地球幾何學
2.6.1 基本概念
2.6.2 卯酉圈曲率半徑和子午圈曲率半徑
2.7 地心地固坐標繫中的坐標類型
2.7.1 大地坐標向空間直角坐標的轉換
2.7.2 空間直角坐標向大地坐標的轉換
第3章 臨近空間飛行器正常重力模型
3.1 高階地球重力場建模
3.1.1 球諧函數
3.1.2 球諧模型引力
3.2 臨近空間正常重力模型
3.2.1 J2和J4模型
3.2.2 Somigliana公式
3.2.3 正常重力模型誤差分析
第4章 捷聯慣導繫統
4.1 陀螺儀
4.1.1 光學陀螺儀的工作原理
4.1.2 激光陀螺儀
4.1.3 光纖陀螺儀
4.2 加速度計
4.2.1 比力與比力測量
4.2.2 撓性加速度計
4.3 慣性儀表誤差的數學模型
4.4 典型的捷聯慣導繫統
4.4.1 HXINSF05繫統的組成
4.4.2 HXINSF05工作原理
4.4.3 HXINSF05詳細組成部件
4.5 航空捷聯慣導算法機械編排
4.5.1 地心慣性坐標繫中的捷聯慣導機械編排
4.5.2 地心地固坐標繫中的捷聯慣導機械編排
4.5.3 當地水平坐標繫中的捷聯慣導機械編排
4.6 航天捷聯慣導算法機械編排
4.6.1 發射慣性坐標繫中的捷聯慣導機械編排
4.6.2 發射坐標繫中的捷聯慣導機械編排
4.7 捷聯慣導機械編排的等價性
4.7.1 算法編排的等價性
4.7.2 導航結果的等價性
第5章 衛星導航繫統
5.1 GPS介紹
5.1.1 GPS體繫結構
5.1.2 GPS信號
5.1.3 GPS觀測量
5.1.4 GPS誤差源
5.1.5 GPS增強繫統
5.2 GPS衛星軌道
5.2.1 開普勒定律
5.2.2 開普勒軌道參數
5.2.3 GPS軌道參數
5.3 北鬥衛星導航繫統
5.3.1 繫統組成與服務
5.3.2 衛星信號
5.3.3 繫統應用和發展
第6章 發慣繫高超聲速飛行器導航算法
6.1 發慣繫捷聯慣導數值更新算法
6.1.1 發慣繫姿態更新算法
6.1.2 發慣繫速度更新算法
6.1.3 發慣繫位置更新算法
6.1.4 發慣繫更新算法總結
6.2 發慣繫捷聯慣導數值更新簡化算法
6.3 發慣繫捷聯慣導誤差方程
6.3.1 發慣繫姿態誤差方程
6.3.2 發慣繫速度誤差方程
6.3.3 發慣繫位置誤差方程
6.4 發慣繫初始對準算法
6.5 發慣繫慣性/衛星組合導航算法
6.5.1 發慣繫慣導/衛星松耦合組合導航算法
6.5.2 發慣繫慣導/衛星緊耦合組合導航算法
6.5.3 發慣繫慣導/衛星組合導航算法仿真分析
6.6 發慣繫導航信息轉換
6.6.1 發慣繫位置信息的轉換
6.6.2 發慣繫速度信息的轉換
6.6.3 發慣繫姿態信息的轉換
第7章 發射繫高超聲速飛行器導航算法
7.1 發射繫捷聯慣導數值更新算法
7.1.1 發射繫姿態更新算法
7.1.2 發射繫速度更新算法
7.1.3 發射繫位置更新算法
7.1.4 發射繫更新算法總結
7.2 發射繫捷聯慣導誤差方程
7.2.1 發射繫姿態誤差方程
7.2.2 發射繫速度誤差方程
7.2.3 發射繫位置誤差方程
7.3 發射繫初始對準算法
……

本書是作者團隊在高超聲速飛行器組合導航科研實踐的基礎上，結合發表的相關論文和申請的專利完成的。本書以高超聲速助推-滑翔飛行器為研究對像，介紹了其慣性/衛星組合導航技術。全書共8章，包括高超聲速飛行器及導航繫統綜述、導航算法基礎、臨近空間飛行器正常重力模型、捷聯慣導繫統、衛星導航繫統、發慣繫高超聲速飛行器導航算法、發射繫高超聲速飛行器導航算法、高超聲速飛行器導航繫統半實物仿真等內容。本書可作為高等院校導航制導與控制、飛行器控制與信息工程、儀器儀表及相關專業的高年級本科生、研究生的教學用書和參考書，也可供從事相關專業的科研和工作人員閱讀參考。

陳凱,劉尚波,瀋付強 著