北斗/微惯导组合导航方法研究 何晓峰,胡小平,罗兵 9787118102758 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何晓峰，胡小平，罗兵 著

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• 北斗导航
• 惯性导航
• 组合导航
• 导航技术
• 定位
• 传感器
• 误差分析
• 滤波算法
• 姿态估计
• 微惯性系统

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118102758

商品编码：29462410649

包装：平装

出版时间：2015-10-01

图书基本信息
图书名称	北斗/微惯导组合导航方法研究
作者	何晓峰,胡,罗兵
定价	50.00元
出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118102758
出版日期	2015-10-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

作者简介

目录

章 绪论 1.1 北斗／微惯导组合导航研究背景与意义 1.1.1 研究背景 1.1.2 研究意义 1.2 外发展及研究现状 1.2.1 全球卫星导航系统(GNSS) 1.2.2 捷联惯性导航系统(SINS) 1.2.3 组合导航技术的发展及研究现状 1.3 北斗／微惯导组合导航的关键技术 1.3.1 软件接收机与SINS的适配性分析 1.3.2 基于软件接收机的紧组合导航 1.3.3 深组合导航算法 1.3.4 有源定位条件下的组合滤波算法设计 1.3.5 关键技术研究评述 第2章 软件接收机信号捕获与SINS的适配性分析 2.1 基于软件接收机的组合导航 2.1.1 软件接收机 2.1.2 基于软件接收机的组合导航 2.2 卫星信号捕获性能与sINS的适配性分析 2.2.1 卫星信号捕获的误差分析 2.2.2 卫星信号捕获性能与SINS的适配性 2.3 仿真结果与分析 2.3.1 高动态运动轨迹 2.3.2 预检测积分时间1ms时SINS辅助的检测概率分析 2.3.3 预检测积分时间10ms时SINS辅助的检测概率分析 2.3.4 对比分析 2.4 本章小结 第3章 基于软件接收机的：BD-2／M[MU紧组合方法 3.1 基于MIMu辅助的BD-2快速选星算法设计 3.1.1 GDOP的理论下界 3.1.2 我国及周边区域GDOP分布 3.1.3 MIMu辅助的快速选星算法设计 3.2 基于MIMu辅助跟踪环路的紧组合算法设计 3.2.1 基于MIMU辅助跟踪环路的紧组合算法总体设计 3.2.2 MIMU辅助的跟踪环路设计 3.2.3 紧组合算法设计 3.3 卫星信号缺失情况下基于ANFIS辅助KF的紧组合设计 3.3.1 基于ANFIS辅助KF算法原理 3.3.2 卫星信号缺失情况下基于ANFIS辅助KF的算法设计 3.3.3 实验验证 3.4 本章小结 第4章 基于软件接收机的BD-2／MIMU深组合方法 4.1 半参数模型及估计方法 4.1.1 半参数模型 4.1.2 半参数模型的广义补偿小二乘估计 4.1.3 正则矩阵与光滑因子的选定 4.2 微陀螺仪误差补偿算法设计 4.2.1 基于半参数模型的微陀螺仪系统误差补偿算法 4.2.2 基于推广小二乘的微陀螺仪误差降噪算法设计 4.3 BD-2／MIMU深组合算法设计 4.3.1 深组合导航系统结构 4.3.2 导航滤波器设计 4.3.3 矢量跟踪环结构 4.4 基于半参数模型的基带信号预处理技术 4.4.1 基带信号预处理模型 4.4.2 基于半参数模型的基带信号预处理 4.5 本章小结 第5章 BD-2／MIMU组合导航系统的实现 5.1 组合导航原理样机的实现 5.1.1 系统的构成 5.1.2 系统的信息流程设计 5.2 实验设计 5.2.1 实验环境与信号模拟器 5.2.2 实验方法 5.3 实验与结果分析 5.3.1 实验轨迹与数据处理 5.3.2 卫星信号捕获实验结果与分析 5.3.3 组合导航实验结果与分析 5.3.4 深组合导航高动态场景仿真实验 5.4 本章小结 第6章 基于神经网络辅助KF的BD-1／SINS组合导航方法 6.1 BD-1／sINS组合导航的基本原理 6.1.1 基本框架 6.1.2 系统误差模型 6.1.3 BD-1／SINS组合导航的特点 6.2 基于神经网络辅助KF的组合导航方法设计 6.2.1 基于神经网络辅助KF的框架研究 6.2.2 BP算法的改进 6.3 BD-1／SINS组合导航系统的实现 6.3.1 实验方案 6.3.2 实验结果与分析 6.4.本章小结 第7章 结论与展望 7.1 本书总结 7.2 研究展望 附录A 坐标系定义及地球模型参数 A.1 常用坐标系的定义 A.2 常用坐标系的相互转换 A.3 地球模型参数 附录B 卫星运动产生的多普勒频移分析 B.1 MEO卫星 B.2 IGSO卫星 参考文献

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文摘

序言

《北斗/微惯导组合导航方法研究》 作者： 何晓峰, 胡小平, 罗兵 出版社： 国防工业出版社 ISBN： 9787118102758 内容概述： 本书深入探讨了北斗卫星导航系统与微型惯性导航系统（微惯导）融合的组合导航方法。随着现代导航技术需求的日益增长，单一导航系统的局限性愈发凸显，尤其是在GPS/GNSS信号受阻、丢失或受到干扰的复杂环境下。微惯导以其独立于外部信号的特性，成为克服这些挑战的关键技术。本书聚焦于如何有效地将北斗系统提供的绝对位置和高精度授时能力，与微惯导在短时间内提供的高动态、高频率的相对位置和姿态信息相结合，从而实现更鲁棒、更可靠、更精确的连续导航。 全书围绕“组合”二字展开，详细阐述了不同组合策略的理论基础、实现途径与性能分析。从基础的导航原理出发，首先介绍了北斗卫星导航系统的基本体制、信号特性、误差源及其在导航中的应用。接着，系统地梳理了微惯导的分类、关键器件（如MEMS陀螺仪和加速度计）的工作原理、误差模型以及惯性测量单元（IMU）的数据处理技术。在此基础上，本书着重分析了北斗与微惯导组合导航的核心问题，即如何利用北斗系统对微惯导进行误差校正和更新，以及如何在北斗信号不可用时，利用微惯导进行推扫和预测。 本书的创新之处在于，不仅对现有的主流组合导航算法，如卡尔曼滤波（KF）、扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）等在北斗/微惯导组合中的应用进行了详细的推导和分析，还针对微惯导在长期推扫过程中累积误差的问题，提出了多种改进的滤波算法和数据融合策略。这包括但不限于： 误差建模与辨识： 针对微惯导器件本身的噪声特性、尺度因子误差、轴不对准误差等，提出了更为精细化的误差建模方法，并结合北斗导航数据对这些参数进行实时辨识和修正，从而提高惯导数据的精度。 滤波算法的优化： 除了标准的卡尔曼滤波家族，书中还探讨了平方根卡尔曼滤波（SRKF）、容积卡尔曼滤波（CKF）等在提高数值稳定性和计算效率方面的优势，特别是在处理非线性系统模型时的应用。 数据融合策略： 详细分析了松组合（Loose Coupling）和紧组合（Tight Coupling）两种主要的融合模式。松组合将北斗和惯导的输出信息分别处理后再融合，实现相对简单，但对惯导的性能要求较高；紧组合将北斗的原始测量数据（如伪距、载波相位）直接输入到组合滤波器的状态向量中，能够更有效地利用北斗的全部信息，尤其是在低卫星数或信号质量较差的情况下，具有更强的鲁棒性。书中深入比较了两种模式的优缺点，并提出了针对特定应用场景的优化融合方案。 抗干扰与失效容错： 针对北斗信号易受干扰或失效的场景，本书研究了如何利用微惯导的自主导航能力进行平滑过渡，并探讨了引入其他辅助导航信息（如气压计、磁力计、轮速计等）来进一步增强系统的可靠性。书中还涉及了基于模型或基于数据的失效检测与诊断（FDD）方法，以识别和处理惯导或北斗系统的故障。 高动态场景下的性能提升： 在高动态运动环境下，微惯导的误差增长速度加快，同时北斗信号的几何分布也可能受到影响。本书针对此问题，研究了自适应滤波算法，能够根据系统动态和测量噪声的变化，实时调整滤波器的增益和协方差矩阵，以优化导航精度。此外，还分析了利用惯导的高频信息进行轨迹预测，以应对瞬时信号丢失。 本书的理论推导严谨，公式推导清晰，并辅以大量的仿真实验和实测数据分析。作者们通过详细的实验对比，验证了所提出组合导航方法的有效性和优越性，包括在不同运动模式、不同信号可用性条件下的导航精度、收敛速度和鲁棒性等指标。 适用范围： 本书内容深度和广度兼具，适合以下读者群体： 1. 高校相关专业的研究生及高年级本科生： 如导航制导与控制、电子信息工程、测绘工程、航空航天工程等专业的学生，可以作为组合导航理论与实践的教材或参考书。 2. 科研院所及企业从事导航、制导、控制（GNC）领域的科研人员和工程师： 特别是专注于卫星导航、惯性导航、组合导航系统设计、开发与集成的专业人士。 3. 国防科技领域的专业技术人员： 涉及无人系统、高精度测绘、自主装备、精确制导等领域。 4. 对北斗系统和惯性导航技术有深入了解需求的爱好者和技术人员。 本书特点： 理论与实践紧密结合： 既有扎实的理论基础，又有详实的仿真与实测案例。 内容全面深入： 覆盖了北斗/微惯导组合导航的各个关键环节，从模型建立到算法优化，再到实际应用。 前沿性与创新性： 探讨了针对当前挑战的新型算法和策略，具有较高的学术价值和工程应用潜力。 结构清晰，逻辑严谨： 章节安排合理，脉络清晰，易于读者理解和掌握。 专业性强： 适用于有一定导航或相关领域基础的读者。 总而言之，《北斗/微惯导组合导航方法研究》是一部专注于解决北斗与微惯导融合难题的专业著作。通过对各类组合导航技术和算法的深入剖析与创新，本书为实现高精度、高可靠性的自主导航系统提供了重要的理论指导和技术支撑，对于推动我国北斗系统在复杂环境下的应用具有积极意义。

评分☆☆☆☆☆

从一个普通读者的角度来看，这本书的书名《北斗/微惯导组合导航方法研究》听起来虽然有些技术性，但它背后所蕴含的科技进步和实际应用前景却非常迷人。想象一下，在未来，我们无论是进行无人机的高精度测绘，还是自动驾驶车辆的精准定位，甚至是宇航员在太空行走时的精确导航，都可能受益于这种先进的组合导航技术。这本书是否能为我揭示，当GPS信号失效时，微惯导系统如何接管任务，而当微惯导误差累积到一定程度时，北斗系统又如何快速地进行校准？这种“协同作战”的模式，究竟需要怎样的技术支撑？我特别好奇书中对于不同应用场景下的导航策略和优化方法是否有深入的探讨。比如，在需要极高精度定位的场合，会采用什么样的融合权重？在资源受限的设备上，又如何实现高效的算法？书中对这些问题的解答，将会对我理解现代导航技术的复杂性和精妙之处大有裨益，也能让我更好地体会到我国在航天和导航领域所取得的巨大成就。

评分☆☆☆☆☆

读这本书，我希望能够跳出手机地图的简单使用层面，去理解导航背后的科学原理和工程挑战。《北斗/微惯导组合导航方法研究》这个书名，本身就带有一种探索未知、攻克难关的意味。我对于“组合导航方法”的“方法”二字尤为关注。这意味着书中不仅仅是理论的陈述，更可能包含了一系列可操作的、可验证的技术路径。我希望书中能够详细阐述，在将北斗系统和微惯导系统进行融合时，会遇到哪些关键的技术瓶颈，比如数据同步、误差模型建立、滤波算法的选择与优化等等。是否会有对不同融合策略的比较分析，以及在不同应用场景下的优劣势评估？而且，对于“研究”二字，我也充满了好奇，这是否意味着书中会包含一些前沿的研究成果、最新的技术进展，甚至是一些尚未公开的、具有突破性的理论或实验数据？这本书的作者团队的专业背景，也让我对其内容的严谨性和深度充满了信心，相信它能够引领我深入了解这个前沿科技领域。

评分☆☆☆☆☆

这部《北斗/微惯导组合导航方法研究》的封面设计就透着一股严谨与专业，淡雅的蓝色背景配上醒目的书名，让人一眼就能感受到其技术含量。我当初之所以被它吸引，很大程度上是出于对“北斗”和“微惯导”这两个词的浓厚兴趣。在日常生活中，我们越来越依赖各种导航系统，从手机上的地图应用到车载GPS，导航已经成为出行不可或缺的一部分。而“北斗”作为我国自主研发的卫星导航系统，其发展和应用一直备受关注。同时，“微惯导”这个概念则更偏向于专业领域，它代表着一种更精细、更独立的导航能力。将这两者结合起来进行研究，无疑具有重要的现实意义和前瞻性。我期待在这本书中，能够了解到北斗系统是如何与微惯性导航技术深度融合的，这种融合能够带来哪些性能上的提升，以及在实际应用中可能面临的挑战和解决方案。特别想知道，这种组合导航方案在复杂环境下，比如城市峡谷、室内或者GPS信号弱的区域，能否展现出更优越的导航精度和稳定性。这本书的作者团队，包括何晓峰、胡小平、罗兵，都是业内知名的专家，他们的研究成果汇集于此，相信能提供非常深刻和权威的见解。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对这本书充满期待，是因为它触及了一个我一直以来都感到非常神秘且重要的领域——自主导航。我们日常使用的导航，很大程度上依赖于外部信号。但如果有一天，我们脱离了这种外部信号的依赖，是否还能准确地知道自己在哪里，要去往何方？《北斗/微惯导组合导航方法研究》似乎就是解答这个问题的钥匙。我希望书中能详细解释“微惯导”的“微”体现在哪里，是尺寸的微小，还是功耗的微小，抑或是成本的微小？以及它又是如何做到在微小的体积里，依然能够感知运动的？而“组合导航”，在我看来，更像是“强强联合”。北斗系统就像一个全局的“引路人”，而微惯导系统则是一个敏锐的“瞬间感知者”，它们如何互相配合，才能在复杂多变的环境中，提供比单一系统更强大、更可靠的导航能力？书中是否有案例分析，展示这种组合导航在实际项目中的应用效果？比如，在一些极端环境下，如地下管网探测、深海探索，或者是在卫星信号无法穿透的区域，这种组合导航又能发挥怎样的作用？

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，首先映入眼帘的是它详实的目录结构，这让我对书中内容的深度和广度有了一个初步的认识。作为一个对惯性导航技术略有了解的爱好者，我特别关注书中关于“微惯导”的原理阐述和关键技术细节。微型化惯性测量单元（IMU）的集成度、传感器的精度、误差补偿算法等方面，都是决定其导航性能的关键。我希望书中能够深入浅出地讲解这些核心内容，无论是光纤陀螺、MEMS陀螺还是激光陀螺，它们各自的优缺点以及在微惯导系统中的应用场景。另外，这本书的书名强调的是“组合导航方法”，这意味着它不仅仅是分别介绍北斗和微惯导，更重要的是如何将它们有机地结合起来。这涉及到数据融合的算法，比如卡尔曼滤波（Kalman Filter）及其各种变种，如何有效地利用两者的优势，弥补各自的不足。例如，北斗系统在长时间开阔环境下精度高，但容易受遮挡影响；而微惯导系统虽然不受外部信号限制，但存在累积误差。如何在动态变化的环境中，通过先进的融合算法，实现高精度、高可靠性的导航，是我非常期待在本书记载中找到答案的。