正版 飞行器定位与导航技术 吴杰,安雪滢,郑伟编著 国防工业出

第1章 绪论
1.1 导航的概念及其分类
1.2 导航技术发展简史
1.2.1 天文导航
1.2.2 地基无线电导航
1.2.3 惯性导航
1.2.4 卫星导航
1.2.5 组合导航
1.3 现代导航技术发展趋势
思考题
第2章 常用坐标系与时间系统
2.1 地球的运动
2.1.1 基本概念
2.1.2 地球的不规则运动
2.2 协议天球坐标系与协议地球坐标系
2.2.1 天球坐标系及其转换关系
2.2.2 地球坐标系及其转换关系
2.3 常用卫星导航坐标系
2.4 其他常用坐标系
2.5 常用时间系统
2.5.1 世界时系统
2.5.2 原子时系统
2.5.3 频率误差与时钟误差
思考题
第3章 天文导航基本原理
3.1 地面天文导航
3.1.1 单星方位与天顶距测量定位
3.1.2 双星天顶距测量定位
3.1.3 恒星方位联测定向
3.2 几何法定位
3.2.1 主要测量值及其测量方程
3.2.2 近天体与恒星间角距测量定位
3.2.3 星光折射测量定位
3.3 动力学方法定轨
3.4 天体方位测量定姿
3.5 X射线脉冲星导航基本原理
3.5.1 X射线脉冲星导航的发展历程及其特点
3.5.2 X射线脉冲星定位基本原理
3.6 常用天文导航敏感器及设备
思考题
第4章 惯性导航基本原理
4.1 平台式惯性导航
4.2 单自由度陀螺
4.3 加速度计
4.4 捷联惯性导航
4.5 直线匀加速运动条件下的惯导误差简要分析
4.6 惯性器件测量误差模型
4.6.1 常值误差、与线加速度和角速度有关的误差
4.6.2 随机误差
4.6.3 测量误差建模小结
4.7 惯性器件及惯导系统
思考题
第5章 地基无线电导航基本原理
5.1 地基无线电水平定向
5.2 地基无线电水平定位
5.3 地基无线电空中定位
5.4 罗兰一C导航系统简介
思考题
第6章 卫星导航基本原理
6.1 卫星定位与授时
6.2 卫星定速
6.3 卫星定姿
6.4 双星定位
6.5 卫星导航系统简介
思考题
第7章 卫星导航信号及其测量原理
7.1 伪随机噪声码及测距原理
7.1.1 伪随机噪声码的特点及测距原理
7.1.2 二进制序列及其运算
7.1.3 m序列
7.1.4 m序列统计特性
7.1.5 GPS伪随机测距码
7.1.6 BDS伪随机测距码
7.2 导航电文
7.3 导航卫星信号结构
7.4 多普勒频移测量
7.5 载波相位测量
思考题
第8章 卫星导航方法及精度分析
8.1 依据导航电文计算卫星位置、速度和钟差
8.1.1 倾斜轨道卫星位置计算
8.1.2 倾斜轨道卫星速度计算
8.1.3 静止地球轨道卫星位置计算
8.1.4 静止地球轨道卫星速度计算
8.1.5 卫星钟差计算
8.2 大气层传播延迟误差模型
8.2.1 电离层延迟误差
8.2.2 对流层延迟误差
8.3 伪距单点定位及精度分析
8.3.1 伪距测量方程及其求解方法
8.3.2 伪距单点定位精度分析
8.4 伪距变率单点定速及精度分析
8.4.1 伪距变率测量方程及其求解方法
8.4.2 伪距变率单点定速精度分析
8.5 位置与伪距差分相对定位
8.5.1 位置差分相对定位
8.5.2 伪距差分相对定位
8.6 速度与伪距变率差分定速
8.6.1 速度差分定速
8.6.2 伪距变率差分定速
8.7 局域与广域差分相对定位系统
8.8 自主完好性监测
思考题
第9章 卫星导航精密相对定位
9.1 载波相位测量数学模型
9.1.1 载波相位测量方程
9.1.2 考虑电离层、对流层传播时延误差的载波相位
测量方程
9.1.3 载波相位差分测量方程
9.2 载波相位双差相对定位及精度分析
9.3 载波相位双差整周模糊度求解
9.3.1 由伪距及载波相位求解模糊度浮点解
9.3.2 最小二乘降相关整周搜索
9.3.3 双频或多频载波相位双差整周模糊度求解
9.4 周跳探测与修复
9.4.1 周跳探测方法
9.4.2 周跳修复方法
思考题
第10章 机载捷联惯性／卫星组合导航
10.1 组合导航的必要性及其分类
10.2 机载捷联惯性／卫星组合导航系统总体方案
10.3 MIMU测量误差模型
10.4 动力学模型及状态参数计算方法
10.4.1 对地速度微分方程
10.4.2 状态微分方程
10.4.3 状态微分方程的积分
10.5 机载SINS动态初始粗对准
10.5.1 旋转四元数约束方程
10.5.2 旋转四元数约束方程的求解
10.6 误差状态方程及误差状态时问更新
10.6.1 误差状态参数的选择
10.6.2 对地速度误差微分方程
10.6.3 失准角微分方程
10.6.4 误差状态微分方程
10.6.5 误差状态离散方程及误差状态预报
10.7 GNSS测量方程及误差状态测量更新
10.8 实验结果
思考题
第11章 弹载平台惯性／星敏感器组合导航
11.1 应用背景及系统总体方案
11.2 纯惯性导航及导弹命中精度简要分析
11.3 平台惯性／星敏感器组合导航及导弹命中精度分析
11.4 最佳导航星方向及其获取方法
思考题
附录A 四元数与旋转变换
A.1 四元数定义
A.2 四元数运算法则
A.3 四元数运算规律
A.4 矩阵形式的四元数乘法
A.5 共轭四元数、单位四元数与倒数四元数
A.6 旋转四元数定律
A.7 坐标系旋转变换
A.8 旋转单位四元数微分方程
附录B 浮点残差二次型最小解与最小二乘解的等价性
附录C 陀螺仪白噪声随机过程的方差
C.1 白噪声连续随机过程的方差
C.2 离散化随机过程的方差
附录D 英文缩略词表
参考文献

吴杰，1964年2月生，湖南长沙人。1984年7月解放军测绘学院大地测量专业本科毕业，1987年7月解放军测绘学院大地测量专业硕士毕业，1996年6月中国科学院上海天文台天体测量与天体力学专业博士毕业。现任国防科技大学空天科学学院教授、博士生导师。承担有关导航技术的973、863、武器装备预研等项目50余项，获军队科技进步一等奖1项(排名第四)、二等奖2项(排名第一、第九)，获国防专利1项(排名第一)。从事国防教育事业34年，主讲“飞行器定位与导航技术”研究生课程。荣获校研究生院教学优秀个人三等奖2次。现重点研究卫星／微惯性组合高精度相对导航及完好性风险评估技术。

本书以卫星、导弹、飞机等飞行器为应用背景，介绍了天文、惯性、地基无线电、卫星四种导航技术的基本原理，考虑地球不规则运动的协议惯性、协议地球等常用坐标系，以及世界时、原子时等常用时间系统，重点讲述了卫星导航技术、机载捷联惯性／卫星组合导航技术，以及弹载平台惯性／星敏感器组合导航技术。卫星导航技术中包括伪距单点绝对定位、伪距差分相对定位、载波相位差分精密相对定位等方法，以及精度分析、载波相位整周模糊度求解、完好性监测等内容。
本书可作为高等院校飞行器设计等专业的研究生教材，也可作为相关科研人员的参考书。