图书介绍
光纤陀螺惯性系统pdf电子书版本下载
- 王巍主编 著
- 出版社： 北京：中国宇航出版社
- ISBN：9787802188921
- 出版时间：2010
- 标注页数：563页
- 文件大小：101MB
- 文件页数：584页
- 主题词：光学陀螺仪－惯性系统
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图书目录
第1章 光纤陀螺惯性系统技术概述 1
1.1 惯性技术概述 1
1.1.1 惯性技术的原理与特点 1
1.1.2 惯性技术的发展历程 3
1.2 惯性系统中常用坐标系 8
1.2.1 惯性导航技术的物理学基础 8
1.2.2 常用坐标系 9
1.2.3 对地球相关特征的描述 13
1.3 光纤陀螺惯性系统的类型与特点 21
1.3.1 光纤陀螺惯性系统的类型 21
1.3.2 光纤陀螺惯性系统的特点 22
1.4 光纤陀螺惯性系统的应用及发展 23
1.4.1 光纤陀螺惯性系统的典型应用 23
1.4.2 光纤陀螺惯性系统的产业化及发展趋势 32
第2章 光纤陀螺技术概述 35
2.1 光纤陀螺工作原理 35
2.1.1 Sagnac效应 35
2.1.2 光纤陀螺原理 36
2.1.3 光纤陀螺的主要光电子器件 38
2.2 光纤陀螺的类型、特点及性能指标 41
2.2.1 光纤陀螺类型 41
2.2.2 光纤陀螺的主要特点 44
2.2.3 光纤陀螺的主要性能指标 45
2.3 干涉型开环光纤陀螺 47
2.3.1 正弦波相位调制 48
2.3.2 方波相位调制 49
2.3.3 开环光纤陀螺基本结构 51
2.3.4 开环光纤陀螺检测原理 53
2.4 干涉型闭环光纤陀螺 55
2.4.1 闭环光纤陀螺方案 56
2.4.2 偏置调制和反馈方法 58
2.4.3 闭环光纤陀螺的输出 61
2.4.4 闭环光纤陀螺的故障分析 63
2.5 光纤陀螺误差模型及误差机理 64
2.5.1 光纤陀螺的误差模型 64
2.5.2 光纤陀螺零偏误差及机理 67
2.5.3 光纤陀螺标度因数误差及机理 72
第3章 光纤陀螺惯性系统中应用的加速度计 77
3.1 加速度计概述 77
3.1.1 加速度计工作原理与分类 77
3.1.2 光纤陀螺惯性系统对加速度计的要求 79
3.2 石英挠性加速度计 80
3.2.1 石英挠性加速度计工作原理 81
3.2.2 石英挠性加速度计结构及伺服电路 83
3.2.3 石英挠性加速度计的主要误差 86
3.3 悬丝支承摆式加速度计 90
3.3.1 悬丝支承加速度计工作原理与结构组成 90
3.3.2 涡流传感器原理、结构及测量电路 93
3.4 石英振梁加速度计 97
3.4.1 振梁加速度计工作原理 97
3.4.2 石英双端音叉与石英晶体振荡器 100
3.4.3 振梁加速度计信号的处理 102
3.4.4 振梁加速度计的主要误差 104
3.5 摆式硅微加速度计 106
3.5.1 微机电加速度计概述 106
3.5.2 摆式硅微加速度计工作原理 107
3.5.3 摆式硅微加速度计的伺服电路 111
3.5.4 摆式硅微加速度计的主要误差 117
3.6 其他类型的微机电加速度计 120
3.6.1 叉指式硅微加速度计 120
3.6.2 振梁式硅微加速度计 122
3.6.3 隧道电流式硅微加速度计 125
3.7 新型光学加速度计 126
3.7.1 光纤加速度计 126
3.7.2 微光机电加速度计 129
第4章 光纤陀螺捷联惯性测量装置 132
4.1 光纤陀螺捷联惯性测量装置概述 132
4.2 光纤陀螺惯性测量装置总体设计 133
4.2.1 一般设计流程 133
4.2.2 系统总体方案确定及精度分配 134
4.2.3 系统电路及电气接口方案设计 135
4.2.4 系统机械结构方案设计 136
4.2.5 寿命与可靠性、安全性、维修性设计 136
4.2.6 系统试验和验证方案设计 137
4.2.7 典型光纤陀螺惯性测量组合设计举例 137
4.3 冗余配置型光纤陀螺惯性测量装置设计 139
4.3.1 陀螺冗余配置技术概述 139
4.3.2 冗余配置方案与可靠性评估 141
4.3.3 冗余配置方案最优化分析 143
4.3.4 冗余配置故障判断和定位方法 145
4.3.5 典型冗余配置光纤陀螺惯性系统设计实例 147
4.4 光纤陀螺惯性测量装置输入输出模型系数的标定 149
4.4.1 光纤陀螺与加速度计静态模型及标定 150
4.4.2 四轴冗余光纤陀螺惯性组合静态模型及标定 158
4.4.3 六轴冗余光纤陀螺惯性组合静态模型及标定 159
4.5 光纤陀螺惯性测量装置温度误差建模及标定 161
4.5.1 光纤陀螺温度误差建模概述 161
4.5.2 多元线性回归建模方法的应用 163
4.5.3 光纤陀螺在惯测组合通电启动过程中的零偏温度误差建模及标定 164
4.5.4 光纤陀螺在惯测组合稳态工作时的零偏温度误差建模及标定 166
4.5.5 加速度计的零偏和标度因数温度误差建模及标定 168
第5章 光纤陀螺惯性系统的设计实现 171
5.1 光纤陀螺惯性系统设计概述 171
5.1.1 工程产品研制过程概述 171
5.1.2 典型应用领域对光纤陀螺惯性系统的需求 172
5.2 光纤陀螺惯性系统结构设计 178
5.2.1 系统结构与布局 179
5.2.2 惯性组合及其测试工装结构设计 179
5.2.3 系统结构刚度设计 180
5.2.4 系统结构的热设计 181
5.2.5 系统结构的精度分析及分配 182
5.2.6 结构计算机辅助分析与设计 184
5.3 光纤陀螺惯性系统的减振设计 185
5.3.1 减振技术概述 185
5.3.2 减振设计技术 188
5.4 光纤陀螺惯性系统电气设计 191
5.4.1 供电系统设计 191
5.4.2 信号采集与处理电路设计 194
5.4.3 石英挠性加速度计用模／数转换电路设计 197
5.4.4 电气接口设计 204
5.4.5 典型电气系统设计举例 210
5.5 光纤陀螺惯性系统软件设计 215
5.5.1 光纤陀螺惯性系统软件的功能与特点 215
5.5.2 典型光纤陀螺惯性系统软件设计示例 215
5.5.3 软件工程化研制流程 219
第6章 光纤陀螺惯性系统环境适应性设计与试验 223
6.1 环境适应性设计与试验技术概述 223
6.1.1 产品环境适应性与可靠性 223
6.1.2 环境适应性试验分类 224
6.1.3 环境试验相关标准 225
6.2 力学环境条件适应性设计与试验 226
6.2.1 力学环境适应性概述 226
6.2.2 力学环境适应性设计 227
6.2.3 力学环境适应性试验 228
6.3 温度环境适应性设计与试验 232
6.3.1 温度环境适应性概述 232
6.3.2 温度环境防护设计 233
6.3.3 典型的温度控制方案 234
6.3.4 温度环境适应性试验 236
6.4 电磁兼容性设计与试验 237
6.4.1 电磁兼容性设计概述 237
6.4.2 系统机械结构的电磁兼容性设计 240
6.4.3 系统电气部件的电磁兼容性设计 242
6.4.4 电磁兼容试验 243
6.5 空间环境适应性设计与试验 243
6.5.1 空间辐照环境适应性设计与试验 243
6.5.2 空间热真空环境适应性设计与试验 252
6.6 其他环境适应性设计与试验 254
6.6.1 潮湿环境适应性设计与试验 255
6.6.2 盐雾环境适应性设计与试验 256
6.6.3 霉菌环境适应性设计与试验 257
6.6.4 沙尘环境适应性设计 258
6.6.5 惯性系统结构的三防设计 258
6.7 综合环境适应性试验 260
6.8 老炼与储存试验 262
6.8.1 老炼试验技术 262
6.8.2 储存试验技术 264
6.9 光纤陀螺惯性系统寿命评估与加速寿命试验 265
6.9.1 寿命评估与加速寿命试验概述 265
6.9.2 光纤陀螺惯性系统寿命评估与加速寿命试验 267
6.9.3 光纤陀螺的寿命预计模型及试验预计步骤 272
6.9.4 光纤陀螺主要光电子器件的寿命预计及加速试验 275
6.9.5 典型光纤陀螺惯性系统加速寿命试验设计 279
第7章 光纤陀螺捷联惯性导航系统 281
7.1 惯性导航系统基本原理概述 281
7.1.1 惯性导航系统的基本方程 281
7.1.2 舒拉调谐原理及其实现 283
7.1.3 惯导系统高度通道特性 286
7.2 捷联惯导系统的基本算法 288
7.2.1 惯性导航系统中的时钟基准 288
7.2.2 捷联惯导系统基本算法 289
7.2.3 捷联惯导系统的模型编排 297
7.3 光纤陀螺捷联惯导系统误差及其特点 301
7.3.1 光纤陀螺在惯性系统应用中的主要误差 301
7.3.2 光纤陀螺噪声对惯导系统的影响 305
7.3.3 惯导系统误差方程 310
7.3.4 静基座误差传播特性 314
7.3.5 光纤陀螺捷联惯导系统误差特点 318
7.4 光纤陀螺捷联惯导系统的旋转调制技术 322
第8章 光纤陀螺捷联惯性组合导航系统 329
8.1 惯性组合导航系统概述 329
8.2 惯性组合导航系统中的滤波技术 330
8.2.1 滤波技术概述 330
8.2.2 惯性组合导航系统中常用的滤波技术 333
8.2.3 卡尔曼滤波在惯性组合导航系统中的应用 334
8.3 典型的光纤陀螺捷联惯性组合导航系统 339
8.3.1 组合导航系统算法编排 339
8.3.2 光纤陀螺捷联惯性组合导航系统中的误差模型 340
8.3.3 光纤陀螺捷联惯性／GPS组合导航系统 342
8.3.4 光纤陀螺捷联惯性／星光组合导航系统 353
8.3.5 光纤陀螺捷联惯性／地磁匹配组合导航系统 358
第9章 光纤陀螺捷联惯性导航系统初始对准技术 362
9.1 惯性导航系统初始对准技术概述 362
9.1.1 初始对准的分类及要求 362
9.1.2 初始对准技术的研究重点 363
9.1.3 光纤陀螺捷联惯导系统初始对准的特点 365
9.2 捷联惯导系统自对准技术 365
9.2.1 罗经法自对准技术 366
9.2.2 光纤陀螺零偏相关误差与对准精度的关系 374
9.3 动基座传递对准技术 375
9.3.1 动基座传递对准概述 375
9.3.2 动基座传递对准算法 377
9.3.3 动基座传递对准误差分析 385
9.4 传递对准试验技术 393
9.4.1 试验室环境的传递对准试验 394
9.4.2 外场环境下的传递对准试验 395
9.4.3 试验精度评定方法 397
第10章 光纤陀螺捷联航姿系统 400
10.1 光纤陀螺捷联航姿系统概述 400
10.1.1 航姿系统技术发展概述 400
10.1.2 光纤陀螺航姿系统基本要求及关键技术 401
10.2 光纤陀螺捷联航姿系统水平通道阻尼技术 404
10.2.1 航姿系统的水平通道内阻尼技术 404
10.2.2 航姿系统的水平通道外阻尼技术 412
10.3 光纤陀螺捷联航姿系统高度通道阻尼技术 416
10.4 飞机用光纤陀螺捷联航姿系统 420
10.4.1 机载捷联式航姿系统发展概况 420
10.4.2 机载航姿系统主要的辅助导航设备 422
10.4.3 机载光纤陀螺航姿系统典型设计方案 427
10.5 舰船用光纤陀螺捷联航姿系统 430
10.5.1 国外发展现状 430
10.5.2 船用光纤陀螺捷联航姿系统设计概要 432
10.5.3 典型设计方案举例 436
10.6 光纤陀螺捷联航姿系统发展趋势 437
第11章 光纤陀螺寻北及定位定向系统 440
11.1 自主寻北与定位定向技术概述 440
11.2 几种典型的陀螺自主寻北定向设备 441
11.2.1 陀螺罗经与平台罗经 441
11.2.2 陀螺经纬仪 444
11.2.3 解析式光纤陀螺寻北仪 446
11.2.4 几种陀螺寻北／定向设备的比较 448
11.3 解析式光纤陀螺寻北系统及其设计 449
11.3.1 解析式光纤陀螺寻北系统基本工作原理 449
11.3.2 解析式光纤陀螺寻北系统的几种典型寻北方案 451
11.3.3 倾斜状态下光纤陀螺寻北仪四位置寻北误差分析 457
11.3.4 解析式光纤陀螺寻北系统设计概要 462
11.3.5 光纤陀螺寻北系统的特点与应用 464
11.4 车辆用光纤陀螺定位定向系统 465
11.4.1 车辆用定位定向系统功能与特点 465
11.4.2 典型的车载定位定向系统方案 466
第12章 光纤陀螺惯性系统在空间领域的应用 472
12.1 光纤陀螺在空间领域中的应用概述 472
12.2 航天器轨道和姿态控制中的主要敏感器 474
12.2.1 航天器轨道和姿态运动及控制简介 474
12.2.2 轨道和姿态控制系统的主要敏感器 477
12.3 光纤陀螺在航天器姿态确定系统中的应用 478
12.3.1 光纤陀螺／星敏感器组合式卫星姿态确定系统 479
12.3.2 光纤陀螺／红外地平仪／磁强计组合式卫星姿态确定系统 481
12.3.3 光纤陀螺性能对姿态确定精度的影响 485
12.4 光纤陀螺在航天器自主导航中的应用 486
12.4.1 航天器的自主导航方式概述 486
12.4.2 光纤陀螺惯性系统在航天器自主导航中的应用 489
12.5 空间用光纤陀螺组件电气可靠性设计技术 495
12.5.1 电路部分的冗余设计 495
12.5.2 二次电源安全性设计 497
12.5.3 基于休眠与快速唤醒功能的低功耗设计 498
12.5.4 软件冗余容错设计 499
12.6 空间用光纤陀螺组件的在轨测试技术 501
12.6.1 光纤陀螺的在轨测试和评估技术 501
12.6.2 光纤陀螺组件在轨测试方法 501
第13章 光纤陀螺惯性系统在其他领域的应用 509
13.1 光纤陀螺惯性系统的其他应用概述 509
13.2 光纤陀螺惯性系统在导弹姿态控制中的应用 510
13.2.1 在导弹姿态控制中的应用概述 510
13.2.2 在导弹姿态控制中的应用特点 511
13.2.3 在导弹姿态控制中的应用举例 512
13.3 光纤陀螺惯性系统在姿态稳定及姿态跟踪领域中的应用 515
13.4 光纤陀螺惯性系统在合成孔径雷达运动误差补偿中的应用 518
13.4.1 运动误差补偿的基本原理 520
13.4.2 具体的运动误差补偿方法 521
13.4.3 光纤陀螺惯性系统在合成孔径雷达运动误差补偿中的应用及特点 522
13.5 光纤陀螺惯性系统在铁路交通及汽车安全防护中的应用 524
13.5.1 在铁路轨道检测中的应用 524
13.5.2 在汽车安全防护中的应用 527
13.6 光纤陀螺惯性系统在大地测量领域中的应用 530
13.7 光纤陀螺惯性系统在建设工程领域中的应用 531
13.7.1 地下管道检测 532
13.7.2 能源勘探开采中的应用 533
13.7.3 大坝安全监测 537
参考文献 541