GNSS与惯性及多传感器组合导航系统原理

第1章 绪论

1.1 基本概念

1.2 航位推算

1.3 直接定位

1.3.1 直接定位方法

1.3.2 基于信号的定位

1.3.3 环境特征匹配

1.4 导航系统

1.4.1 需求

1.4.2 场景

1.4.3 组合

1.4.4 辅助

1.4.5 协助与协同

1.4.6 故障检测

1.5 本书概要

参考文献

第2章 坐标系，运动学和地球

2.1 坐标系

2.1.1 地心惯性坐标系

2.1.2 地心地固坐标系

2.1.3 当地导航坐标系

2.1.4 当地切平面坐标系

2.1.5 载体坐标系

2.1.6 其他坐标系

2.2 姿态、旋转和投影轴系变换

2.2.1 欧拉角姿态表示

2.2.2 坐标转换矩阵

2.2.3 四元数姿态表示

2.2.4 旋转矢量

2.3 运动学

2.3.1 角速度

2.3.2 笛卡儿位置

2.3.3 速度

2.3.4 加速度

2.3.5 相对于旋转参考坐标系的运动

2.4 地球表面形状和重力模型

2.4.1 地球表面椭球模型

2.4.2 曲线坐标系位置表示

2.4.3 位置变换

2.4.4 大地水准面、垂线高度和地球潮汐

2.4.5 投影坐标系

2.4.6 地球自转

2.4.7 比力、地心引力和重力

2.5 坐标系变换

2.5.1 惯性系和地球系间转换

2.5.2 地球系和当地导航坐标系间转换

2.5.3 惯性系和当地导航坐标系间转换

2.5.4 地球和当地切平面坐标系

2.5.5 导航结果的转换

参考文献

参考书目

第3章 卡尔曼滤波

3.1 介绍

3.1.1 卡尔曼滤波的要素

3.1.2 卡尔曼滤波的流程

3.1.3 卡尔曼滤波的应用

3.2 算法和模型

3.2.1 定义

3.2.2 卡尔曼滤波算法

3.2.3 系统模型

3.2.4 观测模型

3.2.5 卡尔曼滤波特性和状态可观测性

3.2.6 闭环卡尔曼滤波

3.2.7 序贯观测更新

3.3 卡尔曼滤波实现中的问题

3.3.1 参数调整和算法稳定性

3.3.2 算法设计

3.3.3 数值计算问题

3.3.4 时间同步

3.3.5 卡尔曼滤波设计过程

3.4 卡尔曼滤波的扩展

3.4.1 扩展和线性化卡尔曼滤波

3.4.2 UKF

3.4.3 时间相关噪声

3.4.4 自适应卡尔曼滤波

3.4.5 多假设滤波

3.4.6 卡尔曼平滑

3.5 粒子滤波

参考文献

第4章 惯性传感器

4.1 加速度计

4.1.1 摆式加速度计

4.1.2 振梁式加速度计

4.2 陀螺仪

4.2.1 光学陀螺

4.2.2 振动陀螺

4.3 惯性测量单元

4.4 误差特性

4.4.1 零偏

4.4.2 比例因子和交叉

……

第5章 惯性导航

第6章 航位推算，姿态和高度测量

第7章 无线电定位原理

第8章 GNSS基本原理、信号及星座

第9章 GNSS:用户设备信号处理和误差

第10章 卫星导航先进技术

第11章 中远程无线电导航

第12章 近距离定位

第13章 环境特征匹配

第14章 INS/GNSS组合导航

第15章 INS对准、零速修正与运动约束

第16章 多传感器组合导航

第17章 故障检测、完好性监测与测试

第18章 应用和发展趋势

MATLAB仿真软件指南

附录

《GNSS与惯性及多传感器组合导航系统原理（第二版）》面向的读者，是工业领域、学术机构和政府部分的专业工程师和科学家，以及学生群体，主要是硕士研究生和博士研究生。《GNSS与惯性及多传感器组合导航系统原理（第二版）》涵盖了空中、陆地、海洋、水下以及太空领域各类载体的导航，既包含有人驾驶的载体，也包含自主航行的载体，还包括步行导航。《GNSS与惯性及多传感器组合导航系统原理（第二版）》的内容，也与其他定位应用相关，包括移动测绘、机器控制和车辆测试。