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第1章 惯性技术基础知识1

1.1地球参考椭球及地球重力场特性1

1.1.1地球的形状1

1.1.2垂线、纬度、高程的定义3

1.1.3地球重力场特性4

1.2载体的空间位置和姿态的描述5

1.2.1常用坐标系5

1.2.2刚体的空间角位置描述8

1.2.3坐标系之间的变换、载体位置、姿态和方位的确定12

1.3.动量矩、动量矩定理及欧拉动力学方程14

1.3.1动量矩及动量矩定理14

1.3.2刚体定点转动的欧拉动力学方程16

1.4哥氏加速度、绝对加速度和比力17

1.4.1哥氏加速度17

1.4.2绝对加速度19

1.4.3比力和有害加速度21

1.5舒勒原理25

1.5.1数学摆跟踪垂线的舒勒原理25

1.5.2物理摆跟踪垂线的舒勒原理26

思考与练习28

第2章 惯性敏感元件29

2.1陀螺仪29

2.1.1陀螺效应30

2.1.2陀螺仪的分类与发展趋势36

2.2力学陀螺仪的数学模型40

2.2.1二自由度陀螺仪的数学模型40

2.2.2单自由度陀螺仪的数学模型47

2.2.3振动陀螺仪的数学模型51

2.3光学陀螺仪54

2.3.1激光陀螺仪54

2.3.2光纤陀螺仪58

2.4陀螺仪的技术指标及漂移分析60

2.4.1陀螺仪的技术指标60

2.4.2陀螺仪的漂移分析及其模型分类60

2.5加速度计63

2.5.1摆式加速度计的构成和工作原理63

2.5.2摆式陀螺积分加速度计65

2.5.3加速度计的主要参数及静态误差数学模型66

2.5.4加速度计的原理性误差66

思考与练习68

第3章 陀螺稳定平台与定向装置69

3.1一维稳定器69

3.1.1单轴动力陀螺稳定器基本原理70

3.1.2二自由度液浮陀螺组成的稳定器75

3.1.3单自由度液浮陀螺组成的稳定器76

3.2三维稳定平台79

3.2.1三轴稳定平台79

3.2.2四平衡环系统81

3.3惯性定向装置83

3.3.1陀螺地平仪（陀螺垂直仪）83

3.3.2陀螺寻北仪84

思考与练习91

第4章 平台式惯性导航系统92

4.1平台惯导系统基本原理与分类92

4.1.1平台惯导系统原理结构92

4.1.2平台惯导系统分类与机械编排概念94

4.2当地水平面惯导系统的机械编排96

4.2.1半解析式指北方位系统的机械编排方程96

4.2.2解决极区航行的方案与自由方位惯导系统100

4.2.3高度通道的不稳定和阻尼回路102

4.2.4水平控制回路及其舒勒调谐103

4.3指北方位系统的误差方程107

4.3.1地理位置和速度误差量的定义107

4.3.2半解析式指北方位惯导系统误差方程109

4.3.3误差传播特性115

4.4指北方位系统的初始对准121

4.4.1静基座半解析式指北方位系统的粗对准122

4.4.2静基座半解析式指北方位系统的精对准123

4.5游移方位惯性导航系统128

4.5.1游移方位系统的机械编排方程129

4.5.2游移方位系统的初始对准134

思考与练习141

第5章 捷联式惯性导航系统142

5.1捷联惯导系统工作原理142

5.1.1组成和算法概述142

5.1.2姿态矩阵的更新计算145

5.1.3三通道捷联惯导系统的计算148

5.2捷联惯导系统的误差151

5.2.1速度误差和位置误差方程151

5.2.2姿态误差方程153

5.2.3捷联惯导系统的误差传播特性156

5.3捷联惯导系统在动基座上的自对准157

5.3.1粗对准157

5.3.2卡尔曼滤波法精对准160

5.4捷联惯导系统的动基座传递对准162

5.4.1主、子惯导误差162

5.4.2传递对准中的匹配量163

思考与练习168

第6章 惯性技术的应用169

6.1大地测量169

6.2铁路检轨172

6.3陀螺测斜仪、陀螺经纬仪173

6.4陀螺秤175

6.5车辆稳定系统177

6.6摄像陀螺仪178

6.7铜斑蛇制导炮弹179

6.8船舶惯性导航系统（SINS）180

6.9自动驾驶仪182

6.10导弹滚转被动控制（陀螺舵）186

6.11安全与解除保险机构187

6.12飞机弹射座椅188

附录 常用符号术语表及惯性技术参数常用单位189

参考文献192