光纤惯导技术PDF电子书下载
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- 作 者：王立冬
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第1章 光纤陀螺随机误差的建模与滤波1
1.1 光纤陀螺的误差1
1.1.1 光路误差1
1.1.2 电路误差3
1.1.3 环境误差4
1.2 光纤陀螺的阿伦方差分析5
1.2.1 阿伦方差分析5
1.2.2 光纤陀螺噪声分析5
1.2.3 阿伦方差法估计的可信度8
1.2.4 用阿伦方差法分析光纤陀螺的误差模型8
1.3 光纤陀螺的ARMA模型11
1.3.1 时间序列分析11
1.3.2 ARMA（n，m）模型11
1.3.3 光纤陀螺误差的ARMA模型13
1.3.4 光纤陀螺随机误差模型17
1.4 光纤陀螺随机误差的在线建模与实时滤波17
1.4.1 光纤陀螺随机误差的在线建模17
1.4.2 光纤陀螺随机误差的实时滤波18
1.5 光纤陀螺随机误差在线建模与滤波的应用19
1.5.1 在提高光纤陀螺精度方面的应用19
1.5.2 在光纤惯导系统初始对准中的应用21
1.5.3 在光纤惯导系统静态导航中的应用21
1.6 小结23
第2章 光纤陀螺角随机游走对光纤惯导系统的影响25
2.1 研究光纤陀螺角随机游走的意义和背景25
2.2 角随机游走系数的概念26
2.2.1 角随机游走系数的定义26
2.2.2 角随机游走的单位26
2.2.3 角随机游走系数计算方法27
2.3 光纤陀螺角随机游走产生的原因以及对角随机游走的理解27
2.3.1 光纤陀螺角随机游走产生的原因27
2.3.2 对角随机游走的理解27
2.4 光纤陀螺角随机游走与漂移的区别28
2.5 光纤陀螺角随机游走与惯导系统误差的关系以及对导航系统的影响29
2.5.1 研究光纤陀螺角随机游走对惯导系统影响的方法29
2.5.2 推导角随机游走对惯导系统静态导航影响的公式30
2.5.3 光纤陀螺角随机游走产生的静态导航误差33
2.5.4 结论42
2.6 今后需要解决的问题44
2.7 角随机游走与控制系统的关系44
2.8 小结44
第3章 车载光纤惯导系统初始对准与导航技术研究46
3.1 车载光纤惯导系统粗对准中摆动误差补偿方法46
3.1.1 车体摆动状态下的粗对准46
3.1.2 车体摆动误差的特点48
3.1.3 车体摆动误差的补偿原理48
3.1.4 车体摆动误差补偿后的粗对准仿真49
3.1.5 结论50
3.2 车载光纤惯导系统摇摆状态下的精对准50
3.2.1 摇摆状态下光纤惯导系统的误差模型50
3.2.2 摇摆状态下光纤惯导系统精对准仿真51
3.2.3 结论52
3.3 光纤惯导系统精对准过程中光纤陀螺的随机误差模型52
3.3.1 光纤陀螺误差模型为随机常数时的静态精对准52
3.3.2 光纤陀螺误差模型为一阶马尔可夫过程时的静态精对准54
3.3.3 光纤陀螺捷联惯导系统精对准过程中的光纤陀螺随机误差模型56
3.4 光纤惯导系统导航过程中光纤陀螺的随机误差模型56
3.4.1 光纤陀螺捷联式惯导系统的组合导航方式56
3.4.2 光纤陀螺误差模型为随机常数时的组合导航57
3.4.3 光纤陀螺误差模型为一阶马尔可夫过程时的组合导航57
3.4.4 光纤惯导系统综合校正中的光纤陀螺随机误差模型58
3.5 小结58
第4章 光纤惯组姿态更新的旋转矢量算法60
4.1 姿态测量误差产生的机理60
4.1.1 捷联惯组姿态测量误差产生原理60
4.1.2 捷联惯组的速度误差产生原理61
4.1.3 捷联惯组的位置误差产生原理62
4.1.4 捷联惯组产生姿态测量误差的主要因素63
4.2 姿态更新算法概述64
4.3 旋转矢量算法66
4.4 基于角速率的旋转矢量算法66
4.4.1 基于角速率的二子样旋转矢量算法66
4.4.2 基于角速率的三子样旋转矢量算法70
4.4.3 基于角速率的旋转矢量算法的讨论72
4.4.4 基于角速率的旋转矢量算法仿真72
4.5 基于角增量的旋转矢量算法及其与基于角速率的旋转矢量算法的等效性74
4.5.1 基于角增量的旋转矢量算法74
4.5.2 基于角增量与基于角速率的旋转矢量算法的等效性75
4.6 旋转矢量算法的子样数的确定78
4.6.1 基于角速率输入的旋转矢量算法78
4.6.2 仿真条件79
4.6.3 评价标准79
4.6.4 光纤惯组的采样周期为3ms时的仿真结果79
4.6.5 光纤惯组的采样周期为5ms时的仿真结果80
4.6.6 仿真结论81
4.7 综合旋转矢量计算周期的前周期、本周期的角速率信息，建立新的旋转矢量算法81
4.7.1 综合利用旋转矢量计算周期的前周期、本周期所有角速率信息的二子样旋转矢量算法82
4.7.2 综合利用旋转矢量计算周期的前周期、本周期所有角速率信息的三子样旋转矢量算法85
4.8 旋转矢量算法与四元数的四阶龙格-库塔算法的比较89
4.8.1 四元数的四阶龙格-库塔算法89
4.8.2 基于角速率输入的二子样旋转矢量算法90
4.8.3 基于角速率输入的三子样旋转矢量算法90
4.8.4 仿真比较90
4.8.5 仿真结论93
4.9 旋转矢量算法的圆锥补偿误差的变化规律93
4.9.1 基于角速率的旋转矢量算法93
4.9.2 圆锥补偿误差与采样频率及圆锥运动频率的关系94
4.9.3 基于角速率的旋转矢量算法仿真94
4.9.4 结论96
4.10 小结96
第5章 光纤惯导系统动态自对准技术研究98
5.1 研究背景与国内外研究概况98
5.1.1 研究背景98
5.1.2 国内外研究概况99
5.2 光纤陀螺捷联惯导系统的动态粗对准原理100
5.2.1 重力加速度旋转原理100
5.2.2 载体摇摆时的粗对准算法101
5.2.3 粗对准算法仿真106
5.3 光纤陀螺捷联惯导系统的精对准原理111
5.3.1 惯导系统误差方程111
5.3.2 最优估计法实现精对准116
5.4 光纤惯导动态自对准中的误差分析与补偿119
5.4.1 摇摆基座上SINS自对准中的误差来源119
5.4.2 C i60 b的圆锥误差补偿算法比较120
5.4.3 各种算法的自对准精度仿真与实验结果123
5.4.4 结论124
5.5 基于动态自对准技术的高精度光纤惯导系统的设计与实现124
5.5.1 功能和主要技术指标124
5.5.2 动态自对准软件流程图125
5.5.3 组合导航126
5.5.4 采用的主要技术及特点127
5.6 小结128
第6章 光纤惯导/卫星组合导航系统的故障预测研究130
6.1 系统级故障预测130
6.1.1 系统级故障的概念130
6.1.2 故障预测的原理131
6.1.3 系统级故障预测的分类131
6.2 基于加速应力实验的FOG故障预测的前期数据处理方法研究135
6.2.1 加速应力下实验对象测试数据的分类和离群数据的剔除136
6.2.2 加权自适应数据融合137
6.2.3 基于加速应力实验的FOG故障预测的前期数据处理138
6.2.4 结论138
6.3 基于灰色预测的卫星导航定位系统故障预测139
6.3.1 GPS故障139
6.3.2 改进型灰色动态预测模型139
6.3.3 正常GPS数据的灰色动态预测143
6.3.4 GPS故障或故障数据的预测143
6.3.5 结论144
6.4 基于改进型灰色预测模型的SINS/GPS组合导航系统144
6.4.1 SINS/GPS组合导航系统非线性数学模型144
6.4.2 仿真分析146
6.4.3 结论147
6.5 基于滤波器的光纤惯导/GPS组合导航系统故障预测建模147
6.5.1 基于滤波器的故障预测方法147
6.5.2 强跟踪滤波器148
6.5.3 强跟踪CDKF150
6.5.4 基于强跟踪CDKF的非线性自适应预测器153
6.6 基于信号处理和滤波器的光纤惯导/GPS的混合型故障预测154
6.6.1 GPS故障预测154
6.6.2 光纤惯导/GPS组合导航系统的系统级故障预测155
6.6.3 结论157
6.7 小结157
第7章 光纤陀螺寻北仪的误差分析159
7.1 光纤陀螺寻北仪的数学模型159
7.1.1 光纤陀螺寻北仪的基本原理159
7.1.2 光纤陀螺寻北仪的误差模型161
7.1.3 光纤陀螺寻北仪中光纤陀螺的误差模型162
7.2 光纤陀螺寻北仪的误差分析163
7.2.1 光纤陀螺误差产生的多位置寻北误差164
7.2.2 光纤陀螺的失准角和地磁场产生的多位置寻北误差165
7.2.3 地速变化产生的多位置寻北误差167
7.2.4 加速度计零偏产生的多位置寻北误差168
7.2.5 实验结论169
7.3 光纤惯组多位置寻北误差与陀螺采样时间的关系169
7.3.1 多位置寻北方案169
7.3.2 光纤陀螺零偏稳定性与平滑时间的关系170
7.3.3 寻北误差与采样时间、零偏稳定性的关系171
7.3.4 结论173
7.4 光纤陀螺寻北仪中测量信号的在线建模与滤波173
7.4.1 光纤陀螺和加速度计的静态输出信号的在线建模与滤波174
7.4.2 光纤陀螺寻北仪的卡尔曼滤波器175
7.4.3 仿真与实验结果177
7.4.4 结论179
7.5 小结179
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摘要：本文详细介绍了光纤惯导技术的电子书版文档下载，从技术原理、应用领域、发展前景和下载方式四个方面进行了深入探讨，旨在为读者提供全面了解光纤惯导技术的途径。
1、技术原理
光纤惯导技术是一种基于光纤传感器的惯性导航系统，通过测量载体在空间中的加速度和角速度，实现对载体运动状态的实时监测。其核心原理是利用光纤传感器的优异性能，如高灵敏度、高精度、抗干扰能力强等，实现对载体运动状态的精确测量。
光纤惯导技术主要包括光纤陀螺仪和光纤加速度计两部分。光纤陀螺仪利用光纤的光学特性，通过测量光纤中光波的相位变化，实现对角速度的测量；光纤加速度计则通过测量光纤中光波的强度变化，实现对加速度的测量。
与传统惯性导航系统相比，光纤惯导技术具有更高的精度和可靠性，在军事、航空航天、海洋工程等领域具有广泛的应用前景。
2、应用领域
光纤惯导技术具有广泛的应用领域，主要包括以下几个方面：
1）军事领域：光纤惯导技术可应用于导弹、卫星、无人机等军事装备的导航和制导，提高武器系统的精度和可靠性。
2）航空航天领域：光纤惯导技术可应用于飞机、卫星等航天器的导航和姿态控制，提高航天器的性能和安全性。
3）海洋工程领域：光纤惯导技术可应用于海洋工程设备的导航和定位，提高海洋工程作业的效率和安全性。
4）民用领域：光纤惯导技术可应用于汽车、船舶、地铁等交通工具的导航和定位，提高交通工具的智能化水平。
3、发展前景
随着科技的不断发展，光纤惯导技术在未来将具有广阔的发展前景：
1）技术不断成熟：随着光纤制造技术的进步，光纤陀螺仪和光纤加速度计的性能将得到进一步提升，为光纤惯导技术的应用提供更好的基础。
2）应用领域不断拓展：随着光纤惯导技术的不断成熟，其应用领域将不断拓展，从军事、航空航天等领域向民用领域延伸。
3）市场竞争加剧：随着光纤惯导技术的不断发展，市场竞争将日益激烈，推动企业加大研发投入，提高产品质量和性能。
4、下载方式
光纤惯导技术.pdf电子书版文档下载可通过以下途径获取：
1）官方网站下载：访问光纤惯导技术相关企业的官方网站，查找相关电子书版文档进行下载。
2）专业论坛下载：在光纤惯导技术相关的专业论坛中，搜索相关电子书版文档进行下载。
3）学术资源平台下载：在学术资源平台如CNKI、万方等，搜索相关电子书版文档进行下载。
总结：
光纤惯导技术作为一种新兴的导航技术，具有广泛的应用前景。本文从技术原理、应用领域、发展前景和下载方式四个方面对光纤惯导技术进行了详细阐述，旨在为读者提供全面了解光纤惯导技术的途径。
随着科技的不断发展，光纤惯导技术将在未来发挥越来越重要的作用，为我国相关领域的发展提供有力支持。
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