- 组合导航应用笔记
- - 作者：刘天一|责编:弓佩
  - 出版社：东南大学
  - ISBN：9787576620504
  - 出版日期：2025/03/01
  - 页数：218
- 售价：27.6

内容大纲
组合导航技术在军用和民用领域具有极为广泛的应用。本书的主要内容是组合导航技术的应用研究，包括：惯性导航、姿态计算、四元数、最小二乘法、卡尔曼滤波、组合导航、惯性传感器、传递对准、磁导航、卫星导航、导航系统设计等。较多侧重于近年来的主流技术，比如捷联惯性导航、MEMS传感器、北斗三代卫星导航系统。此外，本书涵盖了一些新技术，比如超宽带无线电、多普勒雷达、超短基线导航、RTK差分增强等。
组合导航理论复杂、深刻，前置知识多、技术细节多、应用技巧多，学习难度很大。本书遵循深入浅出、由浅入深、先主干后细节的原则编排章节顺序：提供丰富的算例和程序代码；突出关键结论；详细解释疑难问题和技术细节；针对具体应用场景设计优化方案。适合用于组合导航技术的入门学习，也能作为长期使用的参考资料。
作者介绍
目录
1 概述
  1.1  组合导航的效果
  1.2  导航技术发展历史*
  1.3  组合导航的原理框架
  1.4  组合导航系统的设计思路
2 惯性导航基础
  2.1  简化的二维惯性导航
  2.2  平台式和捷联式惯性导航*
  2.3  常用的参考系
  2.4  左手系和右手系
3 姿态和坐标变换
  3.1  向量的计算规律
  3.2  Givens矩阵
  3.3  坐标变换的计算
  3.4  方向余弦矩阵
  3.5  三维旋转演示实验
  3.6  欧拉角
  3.7  符号计算
  3.8  欧拉角的换算*
4 方向余弦矩阵姿态更新
  4.1  用矩阵计算姿态更新
  4.2  向量的叉乘
  4.3  推导反对称矩阵指数函数*
5 四元数
  5.1  四元数姿态更新
  5.2  四元数的换算
  5.3  特征向量
  5.4  轴角式旋转*
  5.5  乘法*
  5.6  共轭*
  5.7  四元数与旋转*
  5.8  四元数与惯性导航*
6 简化版惯性导航
  6.1  等效原理
  6.2  简化版惯性导航
  6.3  简化版惯性导航仿真程序
  6.4  惯性导航的短期误差
7 惯性导航的细节讨论*
  7.1  采样过程的预积分*
  7.2  电流-频率转换电路*
  7.3  位置陀螺和速率陀螺*
  7.4  圆锥运动、旋转效应、划桨效应*
  7.5  采样率和减振*
  7.6  IMU的安装方向*
8 完整版惯性导航
  8.1  地球模型
  8.2  经纬度与ECEF坐标系转换*
  8.3  完整版惯性导航
  8.4  姿态解析对准
  8.5  惯性导航的精度设计

  8.6  不同地理系的导航计算*
  8.7  舒勒振荡*
  8.8  极区导航*
9 算法基础
  9.1  最小二乘法
  9.2  最小二乘法的推导*
  9.3  牛顿法解方程
  9.4  非线性最小二乘法
  9.5  随机变量的期望和方差
  9.6  加权平均数
10 卡尔曼滤波
  10.1  状态空间方程
  10.2  卡尔曼滤波
  10.3  卡尔曼滤波算例——自由落体
  10.4  卡尔曼滤波的滞后性*
  10.5  扩展卡尔曼滤波
  10.6  EKF算例——单轴倾角仪
11 无线电导航和卫星导航简介
  11.1  无线电导航概述
  11.2  卫星导航概述
  11.3  NMEA-0183标准
  11.4  异或计算
12 惯性卫星组合导航
  12.1  简化版惯性卫星组合导航
  12.2  简化版惯性卫星组合导航仿真程序
  12.3  惯性卫星组合导航的种类
  12.4  完整版惯性卫星组合导航
13 组合导航的细节讨论
  13.1  卡尔曼滤波的进阶解释*
  13.2  EKF正负号的定义*
  13.3  噪声系数矩阵*
  13.4  数据刷新率不一致*
  13.5  时间延迟的处理
  13.6  位置观测与速度观测*
  13.7  外杆臂效应*
  13.8  组合导航与卫星导航的精度关系
  13.9  卫星导航数据更新率对组合导航的影响*
14 能观性分析
  14.1  能观性概述*
  14.2  典型的运动过程
  14.3  简化版惯性卫星组合导航的能观性*
  14.4  完整版惯性卫星组合导航的能观性*
  14.5  卡尔曼滤波的维数*
15 组合导航实践
  15.1  评估导航系统的精度
  15.2  惯性导航实验
  15.3  零速阻尼*
  15.4  组合导航实验
  15.5  卡尔曼滤波参数的人工调试*
  15.6  嵌入式程序

16 IMU的标定和性能表征
  16.1  IMU的标定
  16.2  转台*
  16.3  线性插值
  16.4  标定矩阵的QR分解*
  16.5  内杆臂效应*
  16.6  阿伦方差*
  16.7  改善表观稳定性的方法*
  16.8  传感器的性能参数
17 惯性传感器
  17.1  力平衡加速度计
  17.2  机械陀螺仪
  17.3  光学陀螺仪
  17.4  MEMS传感器
18 动态倾角仪
  18.1  动态倾角仪
  18.2  拉普拉斯变换与传递函数
  18.3  基于互补滤波的倾角仪*
  18.4  倾角仪仿真程序
19 姿态对准
  19.1  初始对准概述
  19.2  Wahba问题*
  19.3  精对准
  19.4  陀螺寻北仪*
  19.5  动态粗对准*
  19.6  传递对准*
  19.7  姿态匹配传递对准*
  19.8  速度匹配与姿态匹配混合的传递对准*
  19.9  传递对准中的时间同步*
  19.10  互相关
20 观测速度
  20.1  观测载体系速度
  20.2  NHC
  20.3  航位推算
  20.4  纯里程计导航*
  20.5  航位推算和EKF的对比*
  20.6  车辆导航的细节讨论*
  20.7  行人导航的零速修正*
21 观测距离
  21.1  测距离的观测方程
  21.2  惯性卫星紧组合*
  21.3  基于测角的组合导航*
22 磁场
  22.1  磁传感器的标定
  22.2  梯度
  22.3  地磁场*
  22.4  磁传感器*
23 卫星信号
  23.1  卫星导航进阶概述
  23.2  基本的调制解调

  23.3  相移键控*
  23.4  测距码
  23.5  Glod码*
  23.6  卫星信号的结构
  23.7  导航卫星接收机的组成
24 导航电文
  24.1  导航电文概述
  24.2  D1导航电文内容*
  24.3  导航电文的校验码*
  24.4  导航电文的二次编码*
25 卫星导航位置计算*
  25.1  卫星位置*
  25.2  时间修正*
  25.3  电离层延迟*
  25.4  对地球自转的补偿*
26 卫星导航的改进
  26.1  卫星接收机的快速启动
  26.2  差分增强
  26.3  RTK配置*
  26.4  差分数据格式*
  26.5  MSM电文*
27 典型应用场景的导航方案
  27.1  室内轮式机器人*
  27.2  农用和矿用自动驾驶车辆
  27.3  制导火箭
  27.4  制导炮弹*
28 组合导航的发展方向
  28.1  学术研究的发展方向
  28.2  工程应用的发展方向
附录 C语言矩阵计算代码
缩写对照表
参考文献

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