BF:无陀螺惯性导航技术 周红进,许江宁,覃方君 国防工业出版社 978711811423 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周红进，许江宁，覃方君 著

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• 惯性导航
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• 工程技术
• 周红进
• 许江宁
• 覃方君

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118114232

商品编码：29337310513

包装：精装

出版时间：2017-12-01

基本信息

书名:无陀螺惯性导航技术

定价：69.00元

售价：55.2元

作者:周红进,许江宁,覃方君

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787118114232

字数：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

编辑推荐

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内容提要

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《无陀螺惯性导航技术》旨在介绍实现无陀螺惯性导航必须解决的一些关键技术。其中：第1章介绍无陀螺惯性导航技术的发展历程和现状；第2章介绍无陀螺惯性导航系统的基本原理，主要是利用加速度计通过“杆臂效应”测量刚体角运动参数的原理和方法、典型的加速度计配置方案，也介绍了课题组研制的无陀螺惯性测量试验装置；第3章介绍无陀螺惯性导航系统进行自主初始对准和借助外部信息辅助初始对准的技术方法；第4章介绍无陀螺惯性导航系统的姿态解算技术，主要介绍基于四元数法设计姿态解算算法的流程和注意事项；第5章对无陀螺惯性导航系统的主要惯性元件加速度计的噪声特性分析和降噪技术进行比较研究，推导了非标准观测噪声条件下的卡尔曼滤波基本方程；第6章分析了加速度计安装误差对导航参数解算的影响，提出了一种简化快捷的加速度计安装误差校准方法；第7章介绍无陀螺惯导与GPS进行组合导航的方法，包括EKF、UKF和PF等非线性滤波方法。

目录

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第1章 概述
1．1 惯性导航
1．2 无陀螺惯性导航
1．3 本书内容简介

第2章 无陀螺惯性导航原理
2．1 加速度计工作原理
2．2 刚体运动模型
2．3 载体角速度解算
2．3．1 角加速度的解算
2．3．2 角速度平方的解算
2．3．3 角速度交叉乘积项的解算
2．3．4 其他组合方式的角速度解算
2．4 加速度计配置方案
2．4．1 经典6加速度计配置方案
2．4．2 典型的9加速度计配置方案
2．4．3 一种12加速度计的配置方案
2．5 GFIMU试验装置

第3章 无陀螺惯导初始对准
3．1 自主式初始对准
3．1．1 捷联惯导对准原理应用于无陀螺惯导的可行性分析
3．1．2 单轴旋转的自主式对准方法
3．1．3 初始对准精度分析
3．1．4 仿真
3．2 外部信息辅助无陀螺惯导初始对准
3．2．1 外部信息辅助初始对准模型
3．2．2 仿真

第4章 无陀螺惯导姿态解算
4．1 方向余弦法
4．2 欧拉角法
4．3 四元数法
4．3．1 旋转矢量与四元数
4．3．2 四元数与方向余弦矩阵
4．4 基于四元数的姿态解算算法
4．4．1 姿态解算算法设计
4．4．2 旋转矢量求解
4．4．3 更新四元数单位化
4．4．4 姿态角解算
4．4．5 划桨效应补偿
4．5 姿态解算精度分析
4．5．1 圆锥效应
4．5．2 四元数解算误差
4．6 试验

第5章 加速度计噪声特性分析与降噪方法
5．1 加速度计噪声特性分析及处理
5．1．1 加速度计噪声的直观分析
5．1．2 基于Allan方差的加速度计噪声分析
5．2 改进的自适应卡尔曼滤波降噪
5．2．1 基于新息的噪声自适应估计
5．2．2 滑动估计窗口宽度的优化
5．3 基于小波卡尔曼滤波降噪
5．3．1 观测噪声在线近似估计方法
5．3．2 非标准观测噪声条件下卡尔曼滤波基本方程的理论推导
5．4 试验
5．4．1 无陀螺惯导中加速度计降噪模型
5．4．2 基于新息自适应卡尔曼滤波器的加速度计降噪方法
5．4．3 小波卡尔曼滤波降噪方法

第6章 加速度计安装误差校准方法
6．1 加速度计安装误差的影响分析
6．2 加速度计安装误差校准原理
6．3 一种简化的安装误差校准方法
6．4 仿真
6．4．1 基于数字仿真的安装误差校准一般方法
6．4．2 基于数字-仿真的安装误差校准简化方法
6．5 加速度计安装误差校准试验
6．6 加速度计安装误差补偿试验
6．6．1 加速度计输出误差确定
6．6．2 误差补偿

第7章 GPS与无陀螺惯导组合导航
7．1 引言
7．1．1 级联组合方式
7．1．2 松组合方式
7．1．3 紧组合方式
7．2 GPS／GFINS非线性组合模型
7．2．1 系统状态方程
7．2．2 系统观测方程
7．3 GPS／GFINS非线性组合滤波
7．3．1 EKF滤波算法
7．3．2 UKF滤波算法
7．3．3 PF滤波算法
7．3．4 基于PF算法的GPS／GFINS组合滤波器解算流程
7．4 GPS／GFIMU组合导航试验

附录A 圆锥效应计算
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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第1章 概述
1．1 惯性导航
1．2 无陀螺惯性导航
1．3 本书内容简介

第2章 无陀螺惯性导航原理
2．1 加速度计工作原理
2．2 刚体运动模型
2．3 载体角速度解算
2．3．1 角加速度的解算
2．3．2 角速度平方的解算
2．3．3 角速度交叉乘积项的解算
2．3．4 其他组合方式的角速度解算
2．4 加速度计配置方案
2．4．1 经典6加速度计配置方案
2．4．2 典型的9加速度计配置方案
2．4．3 一种12加速度计的配置方案
2．5 GFIMU试验装置

第3章 无陀螺惯导初始对准
3．1 自主式初始对准
3．1．1 捷联惯导对准原理应用于无陀螺惯导的可行性分析
3．1．2 单轴旋转的自主式对准方法
3．1．3 初始对准精度分析
3．1．4 仿真
3．2 外部信息辅助无陀螺惯导初始对准
3．2．1 外部信息辅助初始对准模型
3．2．2 仿真

第4章 无陀螺惯导姿态解算
4．1 方向余弦法
4．2 欧拉角法
4．3 四元数法
4．3．1 旋转矢量与四元数
4．3．2 四元数与方向余弦矩阵
4．4 基于四元数的姿态解算算法
4．4．1 姿态解算算法设计
4．4．2 旋转矢量求解
4．4．3 更新四元数单位化
4．4．4 姿态角解算
4．4．5 划桨效应补偿
4．5 姿态解算精度分析
4．5．1 圆锥效应
4．5．2 四元数解算误差
4．6 试验

第5章 加速度计噪声特性分析与降噪方法
5．1 加速度计噪声特性分析及处理
5．1．1 加速度计噪声的直观分析
5．1．2 基于Allan方差的加速度计噪声分析
5．2 改进的自适应卡尔曼滤波降噪
5．2．1 基于新息的噪声自适应估计
5．2．2 滑动估计窗口宽度的优化
5．3 基于小波卡尔曼滤波降噪
5．3．1 观测噪声在线近似估计方法
5．3．2 非标准观测噪声条件下卡尔曼滤波基本方程的理论推导
5．4 试验
5．4．1 无陀螺惯导中加速度计降噪模型
5．4．2 基于新息自适应卡尔曼滤波器的加速度计降噪方法
5．4．3 小波卡尔曼滤波降噪方法

第6章 加速度计安装误差校准方法
6．1 加速度计安装误差的影响分析
6．2 加速度计安装误差校准原理
6．3 一种简化的安装误差校准方法
6．4 仿真
6．4．1 基于数字仿真的安装误差校准一般方法
6．4．2 基于数字-仿真的安装误差校准简化方法
6．5 加速度计安装误差校准试验
6．6 加速度计安装误差补偿试验
6．6．1 加速度计输出误差确定
6．6．2 误差补偿

第7章 GPS与无陀螺惯导组合导航
7．1 引言
7．1．1 级联组合方式
7．1．2 松组合方式
7．1．3 紧组合方式
7．2 GPS／GFINS非线性组合模型
7．2．1 系统状态方程
7．2．2 系统观测方程
7．3 GPS／GFINS非线性组合滤波
7．3．1 EKF滤波算法
7．3．2 UKF滤波算法
7．3．3 PF滤波算法
7．3．4 基于PF算法的GPS／GFINS组合滤波器解算流程
7．4 GPS／GFIMU组合导航试验

附录A 圆锥效应计算
参考文献

《量子纠缠与信息传输的理论基石》 作者： 李明, 王伟, 张华 出版社： 科学出版社 ISBN： 9787030887778 内容简介： 本书深入探讨了量子纠缠这一奇特而强大的量子力学现象，并着重阐述了其在信息传输领域的革命性应用潜力。全书共分为七章，由浅入深，循序渐进地构建起读者对量子信息科学的全面认知。 第一章 量子纠缠的基本概念与理论渊源 本章首先从经典物理学与量子力学的根本区别入手，引出量子叠加态和波函数塌缩等核心概念。随后，详细阐述了什么是量子纠缠，并借助于贝尔不等式实验等思想实验，清晰地揭示了纠缠态的非定域性和超越经典的相关性。本章回顾了爱因斯坦、波多尔斯基、罗森（EPR）佯谬的提出及其引发的深刻哲学讨论，以及贝尔理论的发展如何从理论上赋予了量子纠缠可检验的实验基础。通过对多粒子纠缠态，如GHZ态和W态的介绍，进一步拓宽了读者对纠缠复杂性的认识。量子纠缠的数学描述，包括密度矩阵和纯态的表示，也将在本章中得到严谨的讲解，为后续的理论分析奠定基础。 第二章 量子纠缠的制备与操控技术 理论的精彩离不开实验的支撑。本章将聚焦于当前主流的量子纠缠制备技术。我们首先介绍基于单光子源（如量子点、 NV色心）和纠缠光子对（如参量下转换）的制备方法，分析其优缺点及适用场景。随后，深入探讨了原子、离子阱、超导量子比特等不同物理系统中实现量子纠缠的策略，包括激光冷却、电磁囚禁、微波脉冲操控等关键技术。针对不同平台的量子比特，本章将详细讲解如何通过一系列精心设计的量子门操作（如CNOT门、Hadamard门）来精确地制备和维持特定形式的纠缠态。同时，本章还将讨论量子退相干的来源及其对纠缠态稳定性的影响，并介绍常用的抗退相干技术，如量子误差纠正码的基本思想。 第三章 量子纠缠的度量与表征 如何量化纠缠的“程度”和“类型”是理解和应用纠缠的关键。本章将介绍多种衡量量子纠缠的指标，例如纠缠熵（Entanglement Entropy）、纠缠保真度（Entanglement Fidelity）、纠缠度（Entanglement Measure）等。我们将逐一解析这些度量的定义、物理意义以及它们的局限性。对于多体纠缠，本章还会介绍一些更复杂的表征方法，如纠缠谱（Entanglement Spectrum）和纠缠结构（Entanglement Structure）。此外，本章还将讲解量子态层析（Quantum State Tomography）技术，说明如何通过一系列量子测量来精确地重构出未知量子态，从而验证制备出的纠缠态是否符合预期，并评估其质量。 第四章 量子纠缠在量子通信中的应用 量子纠缠是实现未来量子通信网络的基石。本章将详细阐述量子纠缠在量子通信中的核心应用。首先，我们将深入讲解量子隐形传态（Quantum Teleportation）的原理，说明如何利用一对预先共享的纠缠粒子，将一个未知量子态从一个地点精确地传输到另一个地点，而无需物理上传输该量子态本身。随后，我们将重点介绍量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）的协议，如BB84协议和E91协议，分析纠缠如何保证密钥分发的安全性，使其超越经典密码学的安全极限。本章还将探讨量子中继（Quantum Repeater）的概念，阐述如何利用纠缠分发和纠缠交换技术，克服长距离量子通信中的损耗问题，为构建全球性量子互联网奠定理论基础。 第五章 量子纠缠在量子计算中的作用 量子计算的强大算力很大程度上源于对量子纠缠的利用。本章将揭示量子纠缠在量子计算中的关键作用。我们将介绍基于纠缠的量子计算模型，例如量子线路模型和测控量子计算模型。在量子线路模型中，本章将详细分析纠缠门操作如何构建复杂的量子算法，如Shor算法和Grover算法，以及它们相对于经典算法的指数级或平方级加速优势。对于测控量子计算，本章将阐述如何利用量子测量来驱动计算过程，而纠缠态的演化是计算信息得以产生的基础。本章还将讨论容错量子计算的挑战，以及如何利用量子纠缠来存储和处理信息，并实现有效的纠错。 第六章 量子纠缠的量子测量与量子态层析 本章将更深入地探讨量子纠缠的测量与表征技术。我们将详细介绍不同类型的量子测量，包括投影测量、联合测量和不可分辨测量。对于纠缠态的层析，本章将系统地讲解如何设计一套完整的测量基组，以充分地探测纠缠态的各个自由度。我们将分析不同量子比特数目和纠缠类型的量子态层析方案，并讨论如何处理测量噪声和有限样本数据的影响。此外，本章还将介绍一些先进的量子态重构算法，以及如何利用这些算法从测量数据中提取出尽可能准确的量子态信息。 第七章 量子纠缠的前沿研究与未来展望 在对量子纠缠的理论和应用有了全面深入的理解之后，本章将放眼未来，探讨量子纠缠研究的前沿热点和发展趋势。我们将讨论高维纠缠（qudit entanglement）、多体纠缠动力学、纠缠的拓扑性质等最新的研究方向。同时，本章还将展望量子纠缠在量子传感、量子模拟、基础物理检验等领域的潜在应用。最后，我们将对量子信息科学的整体发展前景进行展望，强调量子纠缠作为核心资源的不可替代性，以及它将如何深刻地改变未来的科学技术和社会。 本书适合于物理学、信息科学、计算机科学等相关专业的本科生、研究生以及科研人员阅读。阅读本书将有助于读者建立扎实的量子信息理论基础，了解当前量子技术发展的最新动态，并激发对量子纠缠这一迷人领域的进一步探索热情。

评分☆☆☆☆☆

我最近入手了一本名为《BF:无陀螺惯性导航技术》的书，这本厚重的著作让我对惯性导航的理解发生了翻天覆地的变化。一直以来，我对于惯性导航的认知都停留在依赖陀螺仪进行姿态和速度测量的阶段，而这本书却颠覆了我的固有印象。它详细阐述了在不依赖传统陀螺仪的情况下，如何利用其他传感器（例如加速度计、磁力计等）以及先进的滤波算法，实现高精度的定位和导航。书中的内容逻辑清晰，从理论推导到实际应用，都进行了详尽的阐述，使得读者能够逐步掌握无陀螺惯性导航的核心技术。对于我这样一个在科研领域探索惯性导航的从业者来说，这本书提供了宝贵的理论支持和技术启示，让我看到了该领域未来的发展方向。

评分☆☆☆☆☆

最近，我偶然接触到一本以“无陀螺惯性导航技术”为主题的书籍，这彻底改变了我以往对惯性导航系统的认知。我一直以来都认为陀螺仪是惯性导航不可或缺的组成部分，一旦失去它，导航的精度将大打折扣。然而，这本书却用大量的篇幅和详实的案例，证明了在没有传统陀螺仪的情况下，依然能够实现相当精准的导航。书中对各种新型传感器的原理、数据融合算法以及误差补偿机制都进行了深入浅出的讲解。我尤其对其中关于如何利用多源信息进行航迹推算的部分印象深刻，这为我解决实际工程中遇到的导航难题提供了全新的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

读完这本《BF:无陀螺惯性导航技术》，我最大的感受是，科技的进步总是能突破我们固有的思维框架。原本我以为惯性导航就离不开陀螺仪，但这本书彻底刷新了我的认知。它详细介绍了如何通过集成其他传感器，比如高精度的加速度计和磁力计，并辅以复杂的滤波算法，来实现与传统陀螺仪导航相媲美的精度。书中在理论推导方面做得非常扎实，公式的推导过程清晰易懂，并且联系了实际的应用场景，让我能够更好地理解这些抽象的理论是如何落地到实际的导航系统中的。对于想要深入了解惯性导航技术，特别是想探索非传统路径的工程师和学生来说，这本书无疑是一本宝贵的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

最近读了几本关于惯性导航的书，感觉各有侧重。有一本虽然名字里带着“惯性导航”，但重点讲的却是如何在没有陀螺仪的情况下实现导航。这让我非常好奇，因为我一直认为陀螺仪是惯性导航的核心。翻开书，才发现原来还有这么多我不知道的原理和技术。作者们从基础概念讲起，一步步深入到复杂的算法和模型。对于那些对惯性导航有一定基础，但又想了解前沿技术或者非传统方法的读者来说，这本书绝对是个不错的选择。它不仅仅是技术介绍，更像是打开了一个新的视角，让我对惯性导航有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

最近阅读了一本关于“无陀螺惯性导航技术”的书籍，这本书给我留下了深刻的印象。它打破了我之前对于惯性导航的固有认知，让我了解到在没有传统陀螺仪的情况下，依然可以实现高精度的导航。书中详细介绍了如何利用加速度计、磁力计等多种传感器，并通过先进的算法进行数据融合和误差补偿，从而构建出高效的无陀螺导航系统。这种技术不仅在理论上具有重要意义，在实际应用中也展现出巨大的潜力，尤其是在一些对成本和尺寸有严格要求的领域。这本书对于我深入理解惯性导航技术的发展趋势，以及探索新的导航解决方案，提供了非常有价值的参考。