目录第一率推联慢导系统概述:()51-1捷联惯性技术的发展过程·()51-2捷联导系统.与平台惯导系统的对比(6)第二素情导系统的基本工作原理(0)$2-1常用坐标系·…(9).52-2舒勒摆原理·....(12)52-3惯导基本方程(19)52-惯性导航的方向余弦法.(35)52-5慢导系统的高度通道..(54).第三章携联矩阵的即时修正...(61)(61)多3-1捷联矩阵与飞行器的姿态角..-(66)$3-2四元数理论及其在谢体定点转动中的应用(82)53-3捷联矩阵的即时修正算法(86)第四章携联矩阵的正交化与算法误差A...(86)$4-1捷联矩阵正交化问题的提出·..(87)4-2导致捷联矩阵成为不正交矩阵的原因…..(97)54-3捷联矩阵的最佳正交化(106)多4-4以漂移误差为标准比较三种即时修正算法(109)第五章捷联慎导系统的初始对准·(110)55-1向量及其反对称矩阵的相似变换定理. (114)55-2初始对准的误差传播方程(128)55-3捷联惯导系统的初始对准技术(143)第六章捷联情导系统的数华模型…(143)56-1系统的数学模型编排·i
(150)多6-2初始条件的给定与初始数据的计算(153)56-3系统的机上执行算法,(161)6-4接联计算不同送代周期的划分及主程序框图·.--(165)第七章技联教感元件的余度技术(165)?7-1系统的可性与余度技术(170)$7-2双自由度陀螺的最佳配置(185)57-3单自由度陀爆的最佳配置,(194)第八章桑统误差分析,(194)58-1系统误差的分类(195)多8-2捷联敏感元件的误差模型及补偿方法. (203)8-3系统误差的传播特性·(206)58-4捷联系统的数字仿真集无章孩联系统的实验研究(212).. (212)?9-1捷联系统实验研究的意义及实验系统的构成…多9-2捷联系统对陀螺爆的要求及其性能的测试.. (215)$9-3惯性敏感元件误差模型的测试,(222)$9-4系统实验及数据采集·(223)附录一地球考糖球体的主曲率半径(228)附录二(237)无限小转动的向量性定遥(240)附录三复合数量函数对向益的导数新考文献(243)
第一童捷联惯导系统概述本章将概括地介绍捷联系统的发展过程,并与平台系统相对比地介绍捷联系统的特点,以便使读者在学习捷联系统的基本原理之前就对它的概况有个粗略的了解。.$1-1捷联惯性技术的发展过程“捷联(StrapdowD)这一术语的英文原义就是“捆绑~的意思。因此,所谓捷联惯性系统也就是将惯性敏感元件(陀螺与速度计)直接“捆绑”在飞行器的机体上,从而完成制导和导航任务的系统。追溯捷联惯性技术的发展历程,要从二次大战未期德国研制的V-2导弹说起。在V-2导弹上采用了最原始的旋联惯性制导系统,即在导弹上安装了两个位陀媒和一个积分加速度计,用以解决导弹基本参数的测量问题。当时德国就是利用了这种导弹飞越英吉利海峡,对英国进行了突然衰击。五十年代以来,捷联惯性技本与平台惯性技术都在以很高的速度并行地发展着。为了给飞行器(特别是飞机与舰船)提供足够的导航参数(如飞行器的姿态角、位置与速度等),发展了平台惯导系统,其简化原理图如图1-1所示。图中平台台体通过平台轴与载体隔离。通过平台稳定回路可以使平台跟踪某个给定的坐标:1
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系,如地理坐标系0x,(下标“表示“地理的意思),其坐标原点0在飞行器的重心上,其坐标轴0、0y0的正向分别指向东,北、天方向。沿平台的三个轴向安装的三个期速度计(图中只示出两个)可测出载体沿三个轴向的比力。通过计算机在加速度计的输出中消除有害加速度以后便可获得载体相对地球运动的东向加速度和北向加速度,其中上标“”表示所投影的坐标系为地理坐标系,下标“”和“y”表示所投影的轴为x轴(指向东)和轴(指向北),这里暂不考虑沿垂直方向的分量。只要给定载体的初始条件一一初始东向速度V、初始北向速度V、切始纬度.以及初始经度a就可以获得载体的东向速度V、北向速度V纬度?和经度,即vidJ81tdV=Vo+JG(1-1)r1甲=甲+V,dtR J.11=+1-ViaeRJacos而飞行器的姿态角显然可以通过设置在机体与平台轴之间的角度信号传感器取出。以上所分析的乎台惯导系统的源理还可由图1-2的原理方块图示出。导航计算机计算出平台要跟踪给定垒标系的角速事,并对陀螺施矩,陀螺输出信号给平台稳定回路从而控制平台,使之跟踪给定的坐标系。由以上的分析可以看出平台具有以下两方面的作用:1.为加速度计提供测量基准;2.将惯性敏感元件与飞行器的角运动隔离开