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| 編輯推薦： |
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本书内容秉承了经典结论，同时穿插了一些实践工程中面临的现实问题，结合编者多年的实践工程经验，理论与实践相结合，采用通俗易懂的语言，深入浅出地描述了各类系统工作情况，系统性地总结了典型导航系统的基本原理及实现过程，便于读者清晰地理解和学习导航知识，领悟导航的内涵，触摸导航系统的真谛，有效地提高专业素养。
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| 內容簡介： |
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本书系统地介绍了导航系统的发展现状、工作原理及组合方式等方面内容，简明易懂地诠释了惯性导航系统和组合导航系统的构架及实现方式，通过实例再现了各类导航系统的组合过程。全书共8章，主要内容包括导航与导航系统的含义、导航基础知识、平台惯性导航系统及其误差分析、捷联惯性导航系统及其初始对准、卫星导航系统及组合导航系统。本书注重将导航系统的理论与工程实践相结合，既可作为推广普及导航系统的技术读物和培训教材，也可作为有关专业本科生和研究生的教学用书或参考书。
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| 關於作者： |
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富立：博士，博士后，北京航空航天大学教授，主要工作：承担自动化专业导航方向的理论课程教学以及实践教学；并从事控制科学与工程领域的相关方向科学研究。
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| 目錄：
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目录
第1章绪论1
1.1导航与导航系统含义1
1.2导航系统分类3
1.2.1基于获取导航信息方式的分类情况3
1.2.2基于确定导航信息方式的分类情况4
1.2.3与应用对象有关的分类情况4
1.3导航系统发展与应用5
1.3.1惯性导航系统发展与应用5
1.3.2卫星导航系统发展与应用7
1.3.3其他新型导航系统发展8
1.3.4组合导航系统发展10
1.4导航系统性能评价指标11
第2章导航的基本知识15
2.1概述15
2.2地球的几何形状与重力场15
2.2.1地球的形状描述15
2.2.2垂线、纬度和高度定义17
2.2.3参考椭球的曲率半径18
2.2.4地球的重力场23
2.3导航中常用坐标系24
2.4地球导航定位方法27
2.4.1基于参考椭球的定位方法27
2.4.2定位参数间的变换28
2.5坐标变换29
2.5.1方位余弦构造法29
2.5.2欧拉角构造法30
2.5.3坐标系之间的变换32
2.5.4坐标变换矩阵微分方程36
2.6导航系统基本力学编排方程40
练习题42
第3章平台惯性导航系统43
3.1概述43
3.2舒拉摆及其在惯导系统中的实现43
3.3惯性平台45
3.3.1单轴惯性平台45
3.3.2三环三轴惯性平台48
3.3.3四环三轴惯性平台50
3.4平台惯导标准力学编排52
3.4.1指北方位力学编排方程52
3.4.2游动方位力学编排54
3.5平台惯导垂直通道阻尼58
练习题61
第4章惯性导航系统误差分析63
4.1概述63
4.2惯导系统误差方程64
4.2.1位置误差方程64
4.2.2速度误差方程65
4.2.3姿态误差方程67
练习题72
第5章捷联惯性导航系统73
5.1概述73
5.2捷联惯性导航系统基本原理74
5.2.1捷联惯导系统指北方位力学编排方程74
5.2.2捷联惯导系统游动方位力学编排76
5.2.3平台惯导系统和捷联惯导系统的比较77
5.3捷联惯性导航系统姿态表示方法78
5.3.1四元数法78
5.4捷联惯性导航系统计算86
练习题97
第6章捷联惯性导航系统的初始对准99
6.1概述99
6.2粗对准方法99
6.3卡尔曼滤波技术简介102
6.4精对准方法104
练习题107
第7章卫星导航系统109
7.1概述109
7.2GPS的组成与特点109
7.3GPS的基本定位原理112
7.3.1伪码定位原理112
7.3.2差分GPS工作原理114
7.3.3载波相位测量原理115
7.3.4GPS定位算法116
7.4几何误差系数及最佳导航星选择方法119
7.4.1几何误差系数描述119
7.4.2最佳星座的选择120
7.5GPS误差分析和误差模型121
练习题125
第8章组合导航系统127
8.1概述127
8.2GPSINS组合导航系统127
8.2.1松散组合模式128
8.2.2紧密组合模式129
8.2.3不同组合模式综合比较与发展130
8.2.4组合卡尔曼滤波器134
8.3GPSDRS组合导航定位系统实例136
8.3.1航迹推算系统简介136
8.3.2GPSDRS组合导航定位系统结构138
8.3.3GPSDRS组合导航定位系统误差分析139
8.3.4组合导航滤波器的设计与实现142
8.3.5GPSDRS组合导航定位系统实验验证146
8.4MIMUMRGPS组合导航系统实例149
8.4.1MIMUMRGPS组合导航结构149
8.4.2MIMUMRGPS组合导航子滤波器设计151
8.4.3MIMUMRGPS组合导航系统动态测试154
练习题158
参考文献159
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| 內容試閱：
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出
版 说 明
对定位和导航的需求伴随着人类文明的发展史，进入21世纪以来，人类社会对这种需求却从未像今天这样迫切。定位和导航技术在国防和军事上的重要性不言而喻，同时在民用领域也已经展现了巨大的应用前景和广阔的商业市场，势必在不远的将来改变我们每个人的思维方式和生活习惯。随着现代科学技术的发展，尤其是通信、航天和半导体技术的飞速发展，基于卫星的无线电导航系统已经成为目前主流的定位和导航系统的系统架构。目前，全世界已经投入运行的卫星定位和导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS以及欧盟的伽利略系统和中国的北斗卫星导航系统。从系统构成的角度分析，基于卫星的定位和导航系统主要由空间卫星网络、地面控制中心和用户终端构成；从技术的角度分析，卫星定位和导航系统包括卫星姿态控制、卫星通信、原子钟技术、控制理论、微电子技术、系统状态参数估计和测绘测量等诸多现代科技分支。总体而言，基于卫星的定位和导航系统是现代科技多分支的有机结合，体现了一个国家的综合技术实力，是当前世界大国和主要利益集团之间竞相发展和竞争的热点科技领域。
在这样的背景下，为了推进我国卫星定位和导航技术的快速发展，同时共享世界上已经成熟的相关理论和应用，我们携手业界知名专家和相关技术人员，借鉴了在学术界和工业界都已经成熟的卫星定位和导航理论，注重实际经验的总结与提炼，策划出版了这套面向21世纪的卫星定位与导航系列丛书。本套丛书中除了有国内专家、学者创作的技术专著外，还包括我们精挑细选从国外引进的一些精品图书。丛书的著译者都是当今站在卫星定位和导航技术前沿的专家、学者及相关技术人员，丛书凝聚了他们在理论研究和实践工作中的大量经验和体会，以及电子工业出版社编辑的心血和汗水。丛书立足于卫星定位和导航系统中所涉及的前沿和成熟技术，以实用性、工具性、可读性强为特色，注重读者在实际工作和学习中最关心的问题，涵盖了从初学者到具有一定水平的工程技术开发人员和学术研究人员的不同需求，对卫星定位和导航技术的基本概念、多学科的技术细节和实现，以及未来技术展望进行了深入浅出的翔实论述。其宗旨是将卫星定位和导航技术中最实用的知识、最经典的技术应用奉献给业界的广大读者，使读者通过阅读本套丛书得到某种启示，在日常工作中有所借鉴。
本套丛书的读者定位于卫星定位和导航相关产业的工程技术人员、技术管理人员，高等院校相关专业的高年级本科生、研究生，以及所有对卫星定位和导航技术感兴趣的人。
在本套丛书的编辑出版过程中，我们得到了业界许多专家、学者的鼎力相助，丛书的著译者为之付出了大量的心血，对此，我们表示衷心感谢！同时，也热诚欢迎广大读者对本套丛书提出宝贵意见和建议，或推荐其他优秀的选题（E-mail：mariams@phei.com.cn），以帮助我们在未来的日子里，为广大读者及时推出更多、更好的卫星定位和导航技术类优秀图书。
电子工业出版社
前 言
本教程将导航系统的理论与工程实践相结合，针对导航系统学习中遇到的问题，用通俗易懂的语言简明扼要地进行论述。本书既可作为有关专业本科生和研究生的教学用书或参考书，也可作为推广普及导航系统的技术读物和培训教材。
导航系统是用于引导运载体由出发点安全准确到达目的地的重要手段，是传感器技术、计算机技术、导航技术、信息处理技术等高度融合的产物。作为运载体运动过程中的眼睛，时刻精准地描述了在哪儿的问题。然而在多数人的眼中，导航系统似乎是神秘不可知的黑匣子。为了让更多的感兴趣者或者学习者充分地了解导航系统，本书以此作为编写宗旨，结合工程实践和多年的教学经验，以基础知识和基本原理为主，简单明了、突出重点地阐述不同类型的导航系统，并以实例形式进行总结。
全书共8章，第1章在对导航和导航系统概括性释义基础上，介绍了导航系统的分类及其发展情况；第2章主要阐述与导航系统设计有关的基础知识，重点分析了与地球相关的模型和参数，以及导航系统的基石坐标系及其坐标变换；第3～6章分析了以自主式惯性导航系统为代表的方方面面，其中，第3、4章主要介绍了平台惯性导航系统及其误差分析，在此基础上，第5、6章重点讨论了捷联惯性导航系统及其初始对准过程；第7章描述了以GPS为代表的卫星导航系统的基本原理及发展情况；第8章介绍了以捷联惯性导航系统和卫星导航系统为对象的组合导航系统，紧密跟踪国内外研究情况，重点阐述了不同组合模式的异同，并引入组合导航定位系统实例，用案例给出了组合导航系统的分析设计验证全过程。
全书由两位作者共同编写，第2～4章和第7章由富立编写，第1、5～6、8章由王玲玲编写。教研组全体研究生参与了全书的校验和审核，富立完成统稿工作。
本教材配有教学资源PPT课件，如有需要，请登录电子工业出版社华信教育资源网（www.hxedu.com.cn），注册后免费下载。
限于作者水平，书中难免出现不妥和错误之处，欢迎各位读者热心批评指正，以便本书逐步完善。
编
著 者
2017年4月于北京
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