| 圖書基本信息 | |||
| 圖書名稱 | 高精度激光陀螺慣導係統非綫性模型參數評估方法研究 | 作者 | 楊傑,練軍想,吳文啓 |
| 定價 | 50.00元 | 齣版社 | 國防工業齣版社 |
| ISBN | 9787118102680 | 齣版日期 | 2016-07-01 |
| 字數 | 頁碼 | ||
| 版次 | 1 | 裝幀 | 平裝 |
| 開本 | 16開 | 商品重量 | 0.4Kg |
| 內容簡介 | |
| 楊傑、練軍想、吳文啓所*的《高精度激光陀螺 慣導係統非綫性模型參數估計方法研究》針對長航時 航海導航和航空重力測量的高精度激光陀螺慣導係統 ,買現瞭石英撓性加速度計μg量級的參數標定精度。 根據石英撓性加速度計不同的誤差特性,分彆建立瞭 加速度計組件的綫性測量模型和不同誤差特性的非綫 性測量模型。針對加速度計組件不同的測量模型,本 書提齣瞭三種詳細的標定算法,分彆為基於轉動矢量 觀測的參數分立標定算法,基於重力值觀測的參數分 立標定算法,基於姿態自主測量的參數係統級標定算 法。在此基礎上,本書還給齣瞭高精度慣導係統參數 標定精度綜閤驗證和評估的有效方法。作者對書中涉 及的重要模型和算法進行瞭嚴格的理論推導,並給齣 瞭大量詳細的工程實例,可為慣性導航專業工程師和 在校研究生提供有益的參考和指導。 |
| 作者簡介 | |
| 目錄 | |
| 章 緒論 1.1 研究動機 1.2 基礎準備 1.2.1 慣導係統參數估計 1.2.2 慣性器件溫度誤差模型參數估計 1.2.3 慣導係統狀態估計可觀性分析 1.3 本書擬解決的主要問題 1.4 本書的主要內容和研究成果第2章 溫變環境中高精度激光陀螺非綫性溫度誤差模型參數估計 2.1 激光陀螺標定參數溫度漂移誤差形成機理 2.1.1 激光陀螺標度因數溫度漂移誤差形成機理 2.1.2 激光陀螺零偏溫度漂移誤差形成機理 2.2 激光陀螺標定參數溫度誤差對慣性導航姿態解算精度影響分析 2.2.1 激光陀螺角增量測量誤差溫度參數模型 2.2.2 激光陀螺標定參數溫度誤差對姿態解算精度影響分析 2.3 激光陀螺標度因數溫度誤差特性實驗研究 2.3.1 實驗對象 2.3.2 試驗方案 2.3.3 實驗結果 2.4 激光陀螺零偏溫度誤差特性實驗研究 2.4.1 實驗對象 2.4.2 實驗方案 2.4.3 靜態溫度誤差參數模型試驗 2.4.4 動態溫度誤差參數模型實驗 2.4.5 激光陀螺測試電路溫度實驗 2.5 本章小結第3章 基於激光陀螺組件輔助姿態測量的高精度石英撓性加速度計組件非綫性模型參數估計 3.1 石英撓性加速度計非綫性誤差特性機理分析 3.1.1 石英撓性加速度計非綫性脈衝測量模型 3.1.2 石英撓性加速度計非綫叉耦閤項誤差機理 3.2 石英撓性加速度計非綫性誤差對慣性導航解算性能分析 3.2.1 北嚮通道誤差傳播規律 3.2.2 東嚮通道誤差傳播規律 3.3 石英撓性加速度計組件非綫性模型參數的兩步估計算法 3.3.1 基於激光陀螺組件敏感軸方嚮約束的機體坐標係定義 3.3.2 激光陀螺組件和石英撓性加速度計組件的測量模型 3.3.3 慣性組閤非綫性測量模型參數的標定 3.3.4 實驗結果及驗證分析 3.3.5 參數標定精度及誤差分析 3.3.6 結論 3.4 航海導航應用中石英撓性加速度計組件非綫性模型參數標定 3.4.1 一種改進的石英撓性加速度計組件非綫性測量模型 3.4.2 石英撓性加速度計組件非綫性模型參數的迭代估計算法 3.4.3 石英撓性加速度計組件非綫性項誤差的實時補償 3.4.4 非綫性模型參數迭代估計算法仿真驗證 3.4.5 非綫性模型參數迭代估計算法實驗驗證 3.4.6 結論 3.5 石英撓性加速度計組件非綫性模型參數係統級標定 3.5.1 相關坐標係定義 3.5.2 石英撓性加速度計組件非綫性係統級參數標定模型 3.5.3 石英撓性加速度計組件非綫性模型參數的係統級標定 3.5.4 石英撓性加速度計組件係統級參數標定仿真驗證 3.5.5 結論 3.6 本章小結第4章 重力場內高精度石英撓性加速度計組件非綫性模型參數估計 4.1 石英撓性加速度計組件綫性模型參數的迭代估計算法 4.1.1 石英撓性加速度計組件綫性脈衝測量模型 4.1.2 無姿態基準條件下加速度計組件綫性模型參數一步估計算法 4.1.3 無姿態基準條件下加速度計組件綫性模型參數迭代估計算法 4.1.4 兩種無姿態基準參數估計算法的優化觀測編排 4.1.5 基於仿真分析的兩種無姿態基準標定算法性能比較 4.2 考慮二次平方項誤差的非綫性模型參數的迭代估計算法 4.2.1 考慮二次平方項誤差的加速度計組件非綫性脈衝測量模型 4.2.2 考慮二次平方項誤差的非綫性模型參數迭代估計算法 4.2.3 二次平方項係數優化觀測位置編排 4.2.4 迭代標定算法仿真驗證 4.3 考慮交叉耦閤項誤差的非綫性模型參數的迭代估計算法 4.3.1 考慮交叉耦閤項誤差的加速度計組件非綫性脈衝測量模型 4.3.2 考慮交叉耦閤項誤差的非綫性模型參數迭代估計算法 4.3.3 交叉耦閤項係數優化觀測編排 4.3.4 迭代標定算法仿真驗證 4.4 重力場空間加速度計組件參數標定與模型優化選擇的實驗驗證 4.5 本章小結第5章 溫變環境中高精度石英撓性加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數估計 5.1 石英撓性加速度計溫度誤差形成機理及對慣性導航解算性能分析 5.1.1 石英撓性加速度計錶頭溫度誤差形成機理分析 5.1.2 石英撓性加速度計標定參數溫度誤差對慣性導航解算性能分析 5.2 轉動矢量連續觀測下加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數標定 5.2.1 石英撓性加速度計組件熱平衡過程分析 5.2.2 石英撓性加速度計組件熱參數的比力積分增量綫性測量模型 5.2.3 溫變環境中加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數的標定 5.2.4 基於特殊卡爾曼濾波算法的非綫性溫度誤差模型參數估計 5.2.5 係統冷啓動過程中非綫性溫度誤差模型參數標定結果及驗證 5.2.6 結論 5.3 重力值連續觀測下加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數標定 5.3.1 一種新的石英撓性加速度計組件非綫性溫度參數模型 5.3.2 基於重力值連續觀測的石英撓性加速度計組件熱參數標定 5.3.3 恒溫環境中激光陀螺組件和加速度計組件相對姿態參數標定 5.3.4 恒溫環境中加速度計組件尺寸效應參數標定 5.3.5 石英撓性加速度計組件熱參數標定結果及實驗驗證 5.3.6 石英撓性加速度計組件尺寸效應參數標定結果及實驗驗證 5.3.7 結論 5.4 基於迭代估計的加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數外場標定 5.4.1 石英撓性加速度計組件非綫性溫度參數外場標定模型 5.4.2 基於迭代估計的非綫性溫度誤差模型參數外場標定算法 5.4.3 加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數優化觀測編排 5.4.4 加速度計組件非綫性溫度誤差模型參數外場標定結果及驗證 5.4.5 結論 5.5 本章小結第6章 初始位置未知環境中慣導係統非綫性模型參數估計 6.1 初始位置未知條件下慣導係統的多位置對準算法 6.1.1 初始位置未知的解析粗對準算法 6.1.2 初始位置未知的多組位置轉動精對準算法 6.2 初始位置已知條件下慣導係統多位置對準可觀性 6.3 初始位置未知條件下慣導係統多位置對準可觀性 6.3.1 PWCS可觀性分析的充分條件 6.3.2 修正的PWCS可觀性分析方法 6.4 初始位置未知條件下慣導係統多位置對準仿真和實驗 6.4.1 仿真驗證 6.4.2 實驗驗證 6.5 本章小結第7章 總結和展望 7.1 本書總結 7.2 研究展望參考文獻 |
| 編輯推薦 | |
| 文摘 | |
| 序言 | |
這本書的閱讀體驗,可以描述為從一個宏觀的係統結構圖,逐步下鑽到微觀的誤差源分析,最後再提升到高效的參數求解。它在結構組織上非常有條理,仿佛在引導讀者進行一次由淺入深的“解剖”工作。我尤其欣賞它在處理“耦閤誤差”時的係統性方法。激光陀螺和加速度計之間的相互影響,在非綫性模型中體現得尤為復雜,單純地分彆處理往往會引入新的誤差。而該書提齣的一體化參數辨識框架,有效地將這些相互作用納入同一個優化目標函數中進行求解,極大地提高瞭整體估計的準確性。這種整體優化的思想,是這本書區彆於許多隻關注單一傳感器優化的傳統文獻的關鍵點。此外,書中對不同評估算法(如梯度下降、最小二乘迭代等)在收斂速度和精度上的對比分析,非常務實,直接解決瞭工程師在選擇算法時最關心的效率問題。它幫助我們權衡瞭計算復雜度和最終導航精度之間的最佳平衡點。
評分老實說,最初拿起這本專業性極強的著作時,我有些擔心其內容會過於陳舊或晦澀。然而,該書對於“非綫性模型”的處理,展現齣瞭令人耳目一新的現代視角。它不再將非綫性視為一個需要被綫性化掉的“麻煩”,而是將其視為係統真實特性的重要組成部分。書中對高階誤差項的建模和參數化處理,體現瞭作者對激光陀螺物理機理的深刻理解。比如,書中關於“隨機遊走”和“角速率隨機遊走”的參數如何通過長期漂移數據精確捕獲,並通過特定的頻率域分析方法進行分離,這部分內容極為精妙。這套方法論不僅適用於慣導係統,其背後的數據分析思想,對於處理其他精密測量儀器中的低頻噪聲和隨機誤差也具有極高的藉鑒價值。這本書無疑是一部具有高度專業水準和前瞻性的參考資料,它不僅解決瞭“如何做”的問題,更重要的是,它解釋瞭“為什麼這樣做”纔是最科學和最有效的路徑。
評分對於我這種主要負責係統集成和測試驗證的工程師來說,選擇技術書籍往往取決於其“可驗證性”和“可復現性”。這本書在這兩點上做得非常齣色。作者在介紹每一種參數評估方法時,都會提供清晰的步驟描述和必要的理論背景,使得讀者可以很容易地設計齣相應的實驗來驗證這些方法在特定硬件平颱上的有效性。我注意到,書中對於“係統辨識”和“數據驅動建模”的平衡把握得非常好。在慣導領域,完全的理論建模往往因為製造公差和環境影響而變得不切實際,因此依賴現場數據進行參數修正至關重要。這本書強調的自適應參數調整策略,正是彌補理論與實際之間鴻溝的關鍵。它不是給你一個靜態的參數列錶,而是提供瞭一套動態調整的“哲學”和“方法”。這種強調係統“健康監測”和“持續優化”的理念,非常符閤當前裝備維護保障的智能化發展趨勢。讀完後,我感覺自己對如何構建一個具有自我診斷和修正能力的慣導子係統,有瞭清晰的路綫圖。
評分翻開這本書時,我最大的期待是能找到一些對當前主流慣導係統(尤其是基於激光陀螺的)的內在局限性進行深入剖析的視角,而不是僅僅停留在“如何讓它工作得更好”的層麵。令人欣喜的是,該書在探討參數評估方法的同時,實際上也巧妙地揭示瞭該類係統的固有缺陷是如何通過模型參數的偏差而被放大的。它沒有迴避激光陀螺在極端溫度變化、高過載環境下的靈敏度漂移問題,而是將這些現象歸因於具體的、可量化的模型參數。我個人對其中關於“卡爾曼濾波擴展與無跡變換”的結閤應用印象深刻。這種處理非綫性係統的思路,比傳統的擴展卡爾曼濾波(EKF)在精度保持上要穩健得多,尤其是在慣導係統這種狀態變量變化劇烈、且誤差項具有強相關性的場景中。這本書的語言風格偏嚮於嚴謹的學術論述,對於習慣瞭快速閱讀工程手冊的讀者來說,可能需要投入更多精力去消化那些數學錶達,但這種深度是值得的,它讓你真正理解參數“為什麼”是那個值,而不僅僅是“如何計算”那個值。它為我們提供瞭一種更深層次的理解框架。
評分這本關於高精度激光陀螺慣導係統的著作,從一個純粹的工程應用視角來看,給我留下瞭極為深刻的印象。它並沒有過多地糾纏於那些晦澀難懂的理論基礎,而是直奔主題,聚焦於實際係統運行中那些最讓人頭疼的問題——參數的精確評估。市麵上很多同類書籍要麼是過於偏重於數學推導,讓人在實際操作中無從下手;要麼就是停留在概念介紹層麵,缺乏可操作性的方法論。而這本書的獨特之處在於,它清晰地闡述瞭一套完整的、針對非綫性模型的參數評估流程。我特彆欣賞其中關於“噪聲特性辨識”那幾個章節,作者沒有采用那種一刀切的綫性化處理,而是深入挖掘瞭激光陀螺在不同工作狀態下,其內部誤差源的非綫性耦閤關係。這對於我們進行更高精度的導航定位來說,無疑是提供瞭寶貴的工具箱。特彆是它介紹的基於迭代優化和魯棒統計的融閤算法,非常貼閤現代傳感器數據處理的趨勢,讀起來讓人感覺緊跟前沿,而不是在啃食過時的知識。我嘗試將書中的某些方法應用到我們一個舊型號的IMU升級項目中,初步結果顯示,係統長時間運行的漂移率得到瞭顯著改善。總而言之,這是一本麵嚮實際問題、方法論紮實的工程技術參考書。
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