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引论1

第1章 惯性导航系统的误差分析与计算9

1.1 引言9

1.2 导航计算中的坐标系10

1.3 Foucault陀螺仪13

1.4 摆式陀螺罗经15

1.5 Schuler周期17

1.6 惯性导航系统闭环控制的特点18

1.7 液浮积分陀螺仪20

1.8 静电陀螺仪22

1.9 挠性陀螺仪25

1.10 激光陀螺仪26

1.11 光纤陀螺仪29

1.12 平台式惯性导航系统32

1.13 惯性导航系统的机械编排方程34

1.14 平台式惯性导航系统的误差传播方程36

1.15 惯性导航系统误差的传播特性38

1.16 捷联式惯性导航系统39

1.17 本章小结41

参考文献43

第2章 卫星／惯性组合导航系统45

2.1 引言45

2.2 全球导航卫星系统47

2.3 卫星导航的定位方法52

2.4 计程仪的定位精度57

2.5 无线电导航的定位精度58

2.6 惯性导航系统的定位精度60

2.7 不同组合深度的GPS/INS导航系统61

2.8 本章小结67

参考文献68

第3章 最优估计理论与导航系统的误差控制70

3.1 引言70

3.2 Weiner滤波理论与积分方程72

3.3 连续的Kalman滤波方程75

3.4 离散的Kalman滤波方程80

3.5 Kalman滤波器的稳定性83

3.6 Kalman滤波器的发散84

3.7 防止Kalman滤波器发散的方法86

3.8 平方根滤波器87

3.9 自适应的Kalman滤波器90

3.10 自适应Kalman滤波器的计算方程91

3.11 Kalman滤波器的工程设计方法93

3.12 简化的自适应Kalman滤波器97

3.13 本章小结98

参考文献100

4.1 引言102

第4章 惯性测量与定位定向系统102

4.2 惯性测量系统的技术要求104

4.3 液浮陀螺定位定向系统106

4.4 清华大学“GWX-1”型快速定位定向系统113

4.5 静电陀螺大地测量系统117

4.6 激光陀螺定位定向系统121

4.7 惯性测量系统的动态校准122

4.8 重力测量与重力梯度仪128

4.9 惯性测量系统的误差模型及Kalman滤波器129

4.10 本章小结131

参考文献133

第5章 静电陀螺仪的结构、工艺与支承系统135

5.1 引言135

5.2 静电陀螺仪的结构与关键技术136

5.3 真空环境中电场的击穿强度138

5.4 转子的结构140

5.5 转子的工艺143

5.6 空心转子与实心转子的比较146

5.7 支承电极的结构148

5.8 支承电极的工艺149

5.9 测量转子位移的电容电桥150

5.10 具有变模式控制的静电支承系统152

5.11 本章小结158

参考文献159

第6章 静电陀螺仪漂移误差的测试与模型辨识161

6.1 引言161

6.2 在导航系统中静电陀螺仪漂移误差模型的辨识方法162

6.3 船用监控器中静电陀螺仪的漂移误差模型及其辨识方法165

6.4 静电干扰力矩产生的机理165

6.5 静电陀螺仪漂移误差的数学模型168

6.6 双轴伺服转台测试系统与实验设计169

6.7 采用曲线啮合法计算静电陀螺仪的各项漂移误差系数170

6.8 静电陀螺仪的力矩测量系统172

6.9 静电陀螺仪伺服法测试的研究180

6.10 静电陀螺仪随机性误差模型的初步研究184

6.11 本章小结189

参考文献191

第7章 静电陀螺导航系统与空间定向系统193

7.1 引言193

7.2 中国721型静电陀螺航姿系统的结构195

7.3 721型静电陀螺平台的稳定回路198

7.4 721型静电陀螺航姿系统的飞行试验203

7.5 美国SPN型静电陀螺平台的结构203

7.6 SPN型静电陀螺平台的稳定回路206

7.7 SPN型静电陀螺导航系统208

7.8 美国Stanford大学的GP-B型静电陀螺仪214

7.9 GP-B型卫星的结构与控制220

7.10 俄国的实心转子静电陀螺仪222

7.11 本章小结228

参考文献230

第8章 精密组合机床的光学调整方法232

8.1 引言232

8.2 技术要求233

8.3 双轴组合机床的光学调整方法235

8.4 #1型同心度光学调整仪的研制与实验研究238

8.5 #2型同心度光学调整仪的研制与实验研究241

8.6 四轴组合机床光学调整仪的研制与实验研究244

8.7 本章小结246

参考文献247

第9章 激光陀螺仪的误差分析与控制技术248

9.1 引言248

9.2 无源腔Sagnac干涉仪250

9.3 美国Sperry公司的激光陀螺仪实验装置252

9.4 有源腔Sagnac干涉仪253

9.5 德国飞行制导研究所的激光陀螺仪实验装置256

9.6 俄国棱镜式激光陀螺仪的结构与性能259

9.7 光束几何位置变化造成的激光陀螺仪误差262

9.8 谐振腔内光束几何位置与光程长度的控制269

9.9 闭锁阈值造成的激光陀螺仪误差272

9.10 开环抖动偏频的激光陀螺仪277

9.11 闭环抖动偏频的激光陀螺仪278

9.12 抖动偏频激光陀螺仪的高频读出系统279

9.13 激光陀螺仪的性能测试与误差模型288

9.14 激光陀螺导航系统的校准289

9.15 本章小结294

参考文献295

10.1 引言298

第10章 光纤陀螺仪的系统结构与误差分析298

10.2 无源腔的谐振型光纤陀螺仪299

10.3 Brillouin光纤陀螺仪302

10.4 干涉型光纤陀螺仪的“最小互易结构”307

10.5 消偏的干涉型光纤陀螺仪309

10.6 开环干涉型光纤陀螺仪的读出系统311

10.7 闭环干涉型光纤陀螺仪的控制回路316

10.8 干涉型光纤陀螺仪的偏振误差320

10.9 干涉型光纤陀螺仪的调制误差323

10.11 光源和探测器噪声造成的光纤陀螺仪误差325

10.10 干涉型光纤陀螺仪的温度和振动误差325

10.12 模块化的干涉型光纤陀螺仪327

10.13 中、低精度的干涉型光纤陀螺仪330

10.14 高精度的干涉型光纤陀螺仪332

10.15 本章小结337

参考文献338

第11章 微型光学陀螺仪的探索性研究341

11.1 引言341

11.2 目前小型化光学陀螺仪产品的水平342

11.3 微型光学陀螺仪的研制状况344

11.4 集成光路环形腔的设计与工艺研究345

11.5 谐振型微型光学陀螺仪系统结构的研究353

11.6 干涉型微型光学陀螺仪系统结构的研究359

11.7 超短脉冲固态激光陀螺仪的研究366

11.8 法国LETI研究所的微型光学陀螺芯片372

11.9 美国Sandia国家实验室的微型光学陀螺集成光电子芯片374

11.10 美国Honeywell公司的微型光学陀螺芯片377

11.11 本章小结378

参考文献380

附录A 导航技术研究工作50年384