鏇轉調製型捷聯慣性導航係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫偉 著

圖書標籤:

• 慣性導航係統
• 捷聯慣性導航係統
• 鏇轉調製
• 導航技術
• 控製技術
• 傳感器技術
• 姿態估計
• 誤差分析
• 係統設計
• 自動控製

齣版社： 中國測繪齣版社

ISBN：9787503034015

版次：1

商品編碼：11543161

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

頁數：151

內容簡介

孫偉編著的這本《鏇轉調製型捷聯慣性導航係統 》概述瞭捷聯慣導係統發展狀況，討論瞭基於慣性測 量單元（IMU）轉動的 調製型捷聯慣性導航係統的發展、應用狀況及前景； 分析瞭鏇轉調製型捷聯慣性導 航係統誤差調製自補償原理，設計並驗證瞭慣性測量 單元的鏇轉調製方案；實現鏇 轉調製型捷聯慣性導航係統中器件偏差的標校與初始 對準；以光縴陀螺慣性導航 係統及轉颱作為實驗工具設計慣性測量單元多種鏇轉 調製方案實驗，驗證多種鏇 轉調製方案的可行性並對不同鏇轉調製方案進行對比 。
本書可供從事慣性測量與高精度導航方麵的科研 人員及高等院校相關專業師 生參考。

目錄

第1章 緒論
§1.1 慣性導航意義
§1.2 捷聯慣導係統發展概況
§1.3 鏇轉調製型捷聯慣導係統及發展概況
第2章 鏇轉調製型捷聯慣導係統原理
§2.1 鏇轉調製型捷聯係統
§2.2 鏇轉調製基本原理
§2.3 鏇轉機構測角精度對誤差抑製的影響
第3章 單軸鏇轉調製技術研究
§3.1 單軸鏇轉調製方案概述
§3.2 單軸連續正反轉方案
§3.3 敏感軸與轉軸非重閤的單軸持續正反轉方案
§3.4 單軸四位置轉停方案研究
第4章 雙軸鏇轉調製方案的技術研究
§4.1 雙軸鏇轉調製方案的提齣
§4.2 雙軸鏇轉調製方案的誤差抑製原理
§4.3 雙軸鏇轉調製方案的誤差特性
§4.4 雙軸鏇轉調製方案的轉停時間分析
§4.5 雙軸鏇轉調製方案的仿真分析
第5章 鏇轉調製型捷聯慣導係統的自標校技術
§5.1 慣性測量組件的誤差分析及建模
§5.2 基於雙軸鏇轉調製機構的靜態多位置標校方法
§5.3 鏇轉調製型捷聯係統參數的可觀測分析
§5.4 鏇轉捷聯慣導的係統級標校
第6章 鏇轉調製型捷聯慣導係統初始對準方法
§6.1 鏇轉調製型捷聯係統的慣性係粗對準
§6.2 基於數字濾波的慣性係粗對準解算方法
§6.3 無外觀測信息的鏇轉調製型捷聯慣導係統組閤精對準
第7章 鏇轉調製型捷聯慣導係統的誤差抑製實驗
§7.1 實驗環境
§7.2 基於單軸鏇轉調製運動的靜基座導航實驗
§7.3 雙軸鏇轉調製運動下的導航實驗
參考文獻

前言/序言

《星辰軌跡：行星際飛行器的自主導航》 本書深度解析瞭在廣袤無垠的行星際空間中，飛行器如何實現精確、自主的導航。不同於地球大氣層內或近地軌道中的導航方式，行星際航行麵臨著信號微弱、通訊延遲巨大、環境復雜多變等前所未有的挑戰。本書聚焦於如何剋服這些難題，確保飛行器能夠安全、高效地抵達目標星體。 第一章：行星際導航的挑戰與機遇 行星際航行不僅僅是將探測器送往遙遠的星球，更是一場對未知宇宙的探索。本章首先闡述瞭行星際導航與傳統導航模式的根本區彆。由於距離的遙遠，地球指令信號的傳輸時間可能長達數十分鍾甚至數小時，這使得實時遙控成為不可能。因此，飛行器必須具備高度的自主決策和導航能力。章節將詳細剖析深空導航麵臨的幾個核心挑戰： 信號衰減與噪聲： 隨著距離增加，通信信號強度急劇下降，極易受到宇宙背景噪聲的乾擾，導緻數據傳輸的可靠性降低。 導航精度要求： 行星際航行的目標區域往往是廣闊的宇宙空間，即便微小的導航誤差也可能導緻探測器錯過目標，甚至迷失方嚮。 環境不確定性： 太陽風、行星磁場、微隕石撞擊等未知因素都可能對飛行器的航行軌跡産生影響，需要導航係統能夠實時適應。 能源與計算資源的限製： 飛行器上的能源和計算能力是寶貴的資源，導航係統需要在滿足精度要求的同時，最大化效率。 與此同時，本章也將探討行星際導航所帶來的巨大機遇，它不僅是實現太空探索的關鍵，也是未來深空資源開發、星際旅行等宏偉設想的基石。 第二章：基於先進傳感器的自主定位原理 為瞭實現自主導航，飛行器需要能夠感知自身的位置、姿態和速度。本書詳細介紹瞭當前最前沿的多種傳感器技術及其在行星際導航中的應用： 星敏感器： 通過識彆恒星在天空中的精確位置，星敏感器能夠為飛行器提供高精度的姿態信息。本章將深入探討星敏感器的光學設計、圖像處理算法，以及如何在高噪聲環境下準確識彆星圖。 太陽敏感器： 類似於星敏感器，太陽敏感器通過識彆太陽在視野中的位置來輔助姿態確定，尤其在飛行器姿態變化劇烈或星光受阻時作用顯著。 慣性測量單元（IMU）： 雖然IMU本身會隨時間纍積誤差，但在與外部傳感器進行融閤時，卻是至關重要的。本章將重點講解加速度計和陀螺儀的工作原理，以及如何利用它們來推算飛行器的短時運動狀態。 光學導航： 利用相機拍攝遠方的已知天體（如行星、衛星、小行星）或預先繪製的星圖，通過圖像匹配和三角測量等方法來確定飛行器的相對位置。本章將詳細介紹光學導航中的特徵提取、匹配算法以及如何處理圖像失真等問題。 射電導航（Deep Space Network - DSN）： 雖然DSN是地麵站的組成部分，但其提供的測量數據（如測距、測速、測角）是驗證和校準飛行器自主導航係統的關鍵。本章將闡述DSN的觀測原理以及如何將其測量結果融入飛行器的導航濾波。 第三章：導航信息融閤與狀態估計 單一的傳感器往往無法提供滿足高精度導航要求的完整信息。因此，將來自不同傳感器的信息進行有效融閤，是實現精確自主導航的核心。本章將深入探討： 卡爾曼濾波及其變種： 作為導航信息融閤的經典算法，卡爾曼濾波（Extended Kalman Filter - EKF，Unscented Kalman Filter - UKF）在行星際導航中扮演著至關重要的角色。本章將詳細推導這些濾波器的數學模型，並結閤實際的導航場景，展示如何利用它們來估計飛行器的位置、速度和姿態，同時抑製傳感器噪聲。 粒子濾波： 在處理非綫性、非高斯噪聲的復雜導航場景時，粒子濾波（Sequential Monte Carlo - SMC）展現齣其獨特的優勢。本章將介紹粒子濾波的基本原理，以及它在處理非結構化環境或突發事件時的靈活性。 基於優化的導航： 除瞭濾波方法，本章還將介紹基於全局優化的導航技術，如捆綁調整（Bundle Adjustment）。這種方法通過最小化所有觀測數據與模型預測之間的誤差，來一次性求解最優的導航軌跡，對於事後精確定軌具有重要意義。 第四章：自主軌跡規劃與製導律 精確的定位是基礎，而如何根據預設目標規劃最優軌跡，並實時調整航嚮，是實現自主飛行的關鍵。本章將聚焦於： 軌道動力學與攝動分析： 行星際航行必須考慮太陽、行星、衛星等天體的引力作用，以及其他各種微小攝動力。本章將深入講解多體問題，並介紹如何建立精確的軌道動力學模型。 最優控製理論： 如何以最小的燃料消耗或最短的時間抵達目標，是自主軌跡規劃的核心問題。本章將介紹最優控製的基本概念，如性能指標、控製約束，並探討如何利用龐特裏亞金最小化原理等來求解最優控製問題。 製導律的設計： 在飛行過程中，由於模型誤差、外部擾動等因素，實際軌跡會偏離規劃路徑。本章將介紹各種製導律（如比例導引律、比例-積分-微分導引律）的設計方法，以及它們如何根據當前狀態誤差，生成推力指令，引導飛行器迴到預定軌道。 軌道維持與軌道轉移： 本章還將討論如何設計策略，在行星際航行中執行軌道維持任務，以及如何高效地完成行星軌道轉移，為探測任務做好準備。 第五章：失效分析與冗餘設計 在嚴酷的深空環境中，任何一個環節的失效都可能導緻任務失敗。因此，冗餘設計和失效分析是保障行星際導航係統可靠性的重要組成部分。 係統冗餘策略： 本章將探討如何通過硬件冗餘（如多套IMU、多颱星敏感器）和軟件冗餘（如多種導航算法並行運行）來提高係統的魯棒性。 故障檢測、隔離與重構（FDIR）： 當係統發生故障時，如何快速準確地檢測齣故障，將其隔離，並重構齣可用的係統狀態，是自主導航係統必須具備的能力。本章將介紹FDIR的具體實現方法。 生存性分析： 本章將介紹如何對導航係統的生存性進行量化評估，以確保其在各種潛在的故障場景下仍能完成任務。 第六章：未來展望與前沿技術 隨著科技的不斷發展，行星際導航領域也在不斷湧現新的技術和理念。本章將對未來發展趨勢進行展望： 人工智能與機器學習在導航中的應用： 探討如何利用深度學習、強化學習等AI技術，來提升導航係統的自適應能力、異常檢測能力以及自主決策能力。 量子導航的可能性： 簡要介紹量子傳感器等新興技術在未來導航領域的潛在應用。 自主編隊飛行與協同導航： 展望多飛行器協同完成復雜任務的導航挑戰。 星際導航的初步設想： 探討更遙遠的星際探索對導航係統提齣的更高要求。 本書旨在為行星際飛行器導航領域的科研人員、工程師以及對此領域感興趣的讀者提供一個全麵、深入的理論框架和技術指導。通過掌握書中所述的知識，讀者將能更好地理解和設計未來深空探索任務中的自主導航係統。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，就像是在探險，每一頁都可能揭示新的奧秘。我被書中關於“動基座導航”的章節所吸引。通常情況下，慣性導航係統在動基座上的應用會麵臨更加嚴峻的挑戰，例如基座的劇烈運動會給傳感器帶來巨大的加速度和角速度，同時也可能引入大量的噪聲和誤差。而“鏇轉調製”這一概念，似乎為解決動基座導航的難題提供瞭一個新的視角。我推測，通過將傳感器置於一個受控的鏇轉運動中，或許能夠將動基座的復雜運動信息與慣性測量信息進行某種程度的分離。例如，鏇轉本身是否能夠為係統提供一個相對穩定的參考框架，從而使得從傳感器原始數據中提取慣性信息的過程更加容易？書中是否會詳細闡述這種動基座下的鏇轉調製模型？它是否能夠有效地抑製由於基座快速運動引入的誤差？我尤其對書中可能提齣的“準靜態”測量方法感興趣。通過巧妙的鏇轉設計，是否能夠在短時間內實現對慣性信息的“準靜態”測量，從而規避掉長時間暴露在復雜動基座環境下的纍積誤差？我期待書中能夠提供一些具體的仿真場景，展示鏇轉調製型SINS在強動基座環境下的性能錶現，並與傳統的SINS進行對比。這種對比將直接體現齣該技術的優勢所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節組織結構非常清晰，每一部分都像是為理解“鏇轉調製”這一核心概念添磚加瓦。我被書中關於“誤差分析與補償”的部分深深吸引。在慣性導航領域，誤差的來源多種多樣，而且相互關聯，如何有效地分析和補償這些誤差一直是研究的難點。作者似乎提齣瞭一種全新的誤差建模方法，並將其與鏇轉調製技術相結閤。我猜測，通過鏇轉調製，可能能夠更容易地分離齣不同類型的誤差，例如傳感器本身的偏差、安裝誤差，甚至是一些動態的誤差。一旦這些誤差能夠被更精確地識彆和量化，那麼後續的補償算法也就有瞭更堅實的基礎。書中是否會詳細介紹這些誤差補償的算法？例如，是否會用到一些先進的濾波技術，如卡爾曼濾波的變種，或者其他非綫性優化方法？我特彆關注其在降低係統纍積誤差方麵的效果。在長時間的導航過程中，即使是很小的初始誤差，也可能纍積成巨大的位置偏差，而如果鏇轉調製技術能夠顯著減小這種纍積效應，那麼其價值將是巨大的。我也在思考，這種新的誤差分析方法是否會給SINS的設計帶來新的挑戰？例如，是否需要更高精度的傳感器來配閤這種精細的誤差分析？或者說，是否會增加係統的計算負荷？這些都是我迫切想從書中找到答案的問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容讓我受益匪淺，尤其是在理解“高動態環境下的導航性能”方麵。我之前一直對SINS在高過載、高角速率等極端運動條件下的性能錶現感到擔憂。而“鏇轉調製”這一概念，似乎為解決這些難題提供瞭一個新的思路。我猜測，通過將傳感器置於一個特殊的鏇轉狀態，可能能夠改變其在高動態運動下的響應特性。例如，在高過載時，傳感器可能産生非綫性的誤差，而鏇轉調製是否能夠通過某種方式來“平滑”或者“綫性化”這種誤差？書中是否會詳細闡述在高動態環境下，鏇轉調製型SINS的誤差模型？它是否能夠有效地抑製由於傳感器飽和、死區效應等問題帶來的誤差？我特彆期待看到書中關於這種SINS在高機動飛行器、導彈等應用場景下的性能評估。例如，在進行大過載機動時，其姿態和位置的跟蹤精度是否能夠保持在一個較高的水平？書中是否會提供一些實際的飛行試驗數據或者仿真結果，來直觀地展示其在高動態環境下的優越性？這對於驗證該技術的實用價值至關重要。

評分☆☆☆☆☆

讀到這本書的中部，我開始對“鏇轉調製”的實際應用有瞭更清晰的認識。書中似乎描繪瞭一個更加宏觀的係統架構，將鏇轉調製技術巧妙地融入到整個捷聯慣性導航係統的設計之中。我之前可能更多地是從傳感器層麵去理解，而現在則看到瞭它如何與姿態解算、位置更新等核心環節協同工作。一個讓我印象深刻的點是，作者可能提齣瞭一種新的姿態測量方法，通過對鏇轉調製信號的分析，能夠更精確地估計係統的三維姿態。這對於SINS的精度至關重要，因為姿態誤差會直接傳遞到速度和位置的誤差中。另外，書中還似乎探討瞭這種鏇轉調製技術在提升係統魯棒性方麵的潛力。比如，麵對外部的震動、衝擊或者電磁乾擾，傳統的SINS可能容易齣現較大的誤差跳變，而鏇轉調製是否能通過其獨特的信號特性，對這些乾擾進行一定的抑製，從而使導航輸齣更加平穩可靠？我非常期待看到書中關於這方麵的具體實驗數據或者仿真麯綫，能夠直觀地展示鏇轉調製相對於傳統SINS在抗乾擾能力上的提升。此外，書中是否會涉及到具體的硬件實現方案，例如需要哪些特殊的執行機構來實現鏇轉調製，以及如何設計相應的控製係統來驅動這些機構？這些工程上的考量，對於真正將這項技術落地應用有著決定性的意義。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的內容密度相當驚人。我花瞭整整一個下午的時間，纔勉強消化瞭前幾章的內容。作者似乎對“鏇轉調製”這一概念有著非常深入的理解，並且將其拆解得非常細緻。從最基礎的慣性傳感器模型開始，逐步引入瞭鏇轉調製在傳感器輸齣信號層麵上的影響。我注意到書中花瞭相當大的篇幅來解釋為什麼要引入這種“調製”的方式，以及這種調製方式能夠帶來什麼樣的數學上的優勢。舉例來說，作者似乎通過引入某種周期性的鏇轉操作，將原始的慣性信息“編碼”到瞭輸齣信號中，從而使得後續的解算過程能夠以一種更加魯棒或者高效的方式進行。這讓我聯想到一些通信係統中的調製技術，它們也是為瞭在信道傳輸過程中更好地保護信息或者提高傳輸效率。這本書在這方麵似乎也有異麯同工之妙，隻是這裏的“信道”是復雜的慣性運動環境。我特彆關注書中關於“調製解調”的具體算法和實現細節。究竟是怎樣的數學變換能夠從帶有“鏇轉調製”的信號中恢復齣真實的慣性信息？書中是否會提供詳細的推導過程，以及相關的僞代碼或者流程圖？這一點對於我理解其工程可行性至關重要。此外，我還在思考，這種鏇轉調製是否會引入額外的計算復雜度？或者說，它是否可以通過硬件上的優化來彌補？這些都是我在閱讀過程中不斷産生的疑問，希望書中能夠給齣令人滿意的答案。

評分☆☆☆☆☆

深入閱讀之後，我越來越覺得這本書提齣的“鏇轉調製”概念，不僅僅是技術上的一個小的改進，而可能是一種對慣性導航係統設計理念的革新。我被書中關於“多傳感器融閤”的章節所震撼。在現代導航係統中，多傳感器融閤是提高精度的重要手段，例如將SINS與GPS、磁力計、視覺傳感器等進行融閤。而“鏇轉調製”是否能夠為多傳感器融閤提供一種全新的思路？我猜測，通過將慣性信息進行“鏇轉調製”，或許能夠使得慣性導航係統輸齣的信號更加“乾淨”或者具有更豐富的特徵，從而更容易與其他傳感器的數據進行匹配和融閤。例如，在GPS信號弱或者丟失的情況下，高精度的慣性導航係統就顯得尤為重要。如果鏇轉調製型SINS能夠輸齣更加魯棒和精確的姿態和速度信息，那麼它與GPS的融閤精度將會有顯著提升。書中是否會詳細介紹如何將鏇轉調製後的慣性信息與GPS、視覺裏程計等其他傳感器的數據進行融閤？它是否會提齣一些新的融閤算法，或者對現有的融閤算法進行改進？我特彆關注在弱GPS環境下，這種新型SINS的融閤性能錶現。它是否能夠有效彌補GPS數據的不足，從而保證導航係統的連續性和精度？

評分☆☆☆☆☆

這本書對“抗乾擾性與魯棒性”的探討，讓我印象深刻。在實際應用中，慣性導航係統常常會麵臨各種外部乾擾，例如電磁乾擾、振動、衝擊等。而“鏇轉調製”這一概念，似乎為提升SINS的抗乾擾能力提供瞭一個新的途徑。我設想，通過對傳感器信號進行“鏇轉調製”，或許能夠使得信號本身具有更強的抗乾擾性。例如，調製後的信號是否能夠更容易地從噪聲背景中提取齣來？或者說，調製過程本身是否能夠對某些類型的乾擾進行過濾？書中是否會詳細介紹鏇轉調製型SINS在麵對不同類型乾擾時的性能錶現？例如，在強電磁乾擾環境下，其導航精度是否能夠保持穩定？在受到衝擊或者振動時，導航誤差是否會急劇增大？我非常期待看到書中關於這方麵的實驗數據或者仿真結果，能夠直觀地展示鏇轉調製技術在提升係統魯棒性方麵的優勢。它是否能夠降低對硬件自身抗乾擾能力的要求，從而在一定程度上降低係統的成本？這些都是我迫切希望從書中找到答案的問題。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我纔真正領略到“鏇轉調製”在捷聯慣性導航係統中的深遠影響。書中關於“未來發展趨勢與展望”的章節，為我打開瞭新的視野。我瞭解到，隨著技術的發展，SINS的應用領域正在不斷拓展，例如在無人駕駛、機器人技術、精密測量等領域。而“鏇轉調製”這一創新性的技術，是否能夠為這些新興應用領域帶來新的突破？我猜測，通過對鏇轉調製技術的進一步優化和發展，未來SINS的精度、可靠性和智能化水平將得到進一步提升。書中是否會預測鏇轉調製技術在未來幾年內的發展方嚮？例如，是否會與人工智能、機器學習等技術相結閤，實現更加智能化的導航？是否會催生齣新的硬件平颱或者傳感器設計？我非常期待看到書中關於這項技術的未來發展路綫圖。它是否能夠成為下一代慣性導航係統的核心技術之一？這本書為我提供瞭一個思考的框架，讓我對慣性導航技術的未來充滿信心和期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透著一股嚴謹和專業的氣息，深藍色的底色搭配銀色的標題文字，給人一種科技感和沉靜感。翻開第一頁，精美的排版和清晰的字體就讓人眼前一亮，這絕對是一本用心製作的書籍。我是一名對慣性導航技術略有瞭解的愛好者，一直以來都對捷聯慣性導航係統（SINS）的發展非常感興趣。而“鏇轉調製”這個詞匯，更是激起瞭我強烈的好奇心。在我的認知裏，慣性導航的核心在於對加速度計和陀螺儀采集到的原始數據的處理和融閤，而“鏇轉調製”聽起來就像是一種前所未有的信號處理或者係統構建的新思路。我迫切地想知道，這種“鏇轉調製”具體是如何實現的？它與傳統的SINS在原理上有何本質區彆？它是否能夠有效地剋服現有SINS在精度、穩定性或者抗乾擾性方麵存在的瓶頸？書中是否會詳細闡述其理論基礎，例如相關的數學模型、物理原理，以及可能涉及到的信號處理算法？而且，作為讀者，我最期待的是能夠看到一些具體的工程實現案例或者仿真結果。畢竟，再精妙的理論，也需要經過實際的檢驗纔能證明其價值。我希望這本書不僅僅是停留在理論層麵，而是能夠為我們揭示一種具有實際應用前景的新型SINS技術。從它的書名來看，它似乎觸及瞭SINS領域的某個前沿課題，這一點讓我對它充滿瞭期待。我會仔細閱讀每一個章節，力求理解其中蘊含的深刻思想和創新之處。

評分☆☆☆☆☆

本書在理論的深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。尤其是關於“傳感器標定與自適應校準”的章節，讓我意識到瞭“鏇轉調製”在解決傳統SINS標定難題上的潛在優勢。傳統的慣性傳感器標定過程往往繁瑣且耗時，並且需要在一個相對靜態或者已知運動狀態的環境下進行。而如果采用鏇轉調製的方式，是否能夠在導航的實際運行過程中，或者在一些特定的運動工況下，就實現對傳感器參數的在綫標定和更新？我設想，通過巧妙地設計鏇轉調製的過程，可以使得傳感器在不同的姿態或者運動狀態下工作，從而收集到更全麵的數據，用於推算其誤差模型。書中是否會介紹這種“邊飛邊標定”或者“自適應校準”的算法？它是否能夠有效處理傳感器參數的時變性？例如，溫度變化、器件老化等因素導緻的參數漂移，是否能夠通過鏇轉調製的機製得到及時的補償？我非常好奇，這種自適應校準過程的收斂速度如何？它對導航係統的實時性是否會有影響？此外，書中是否會探討如何利用鏇轉調製來檢測傳感器的故障？例如，某個傳感器是否齣現瞭異常的偏差或者噪聲特性，是否能夠通過分析其調製信號的行為來提前預警？這些關於傳感器健康管理方麵的內容，對於提升SINS的可靠性具有重要的意義。

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還不錯，好歹京東上有書，送書很及時

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東西不錯，值得推薦。。

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這書是被人踩過的麼，這麼髒

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專業書籍，質量不錯，送貨速度快。

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