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惯性导航基本原理 (入门两天半)新
惯 性 导 航 基 本 原 理
（入门、两天半）
刘 保 中
二 零 一 二 年 十 二 月
目录
目录 2
1. 导航与控制 3
1.1 导航系统与控制系统 3
1.2 自主导航与非自主导航 4
2. 惯导系统中常用的坐标系 6
2.1 惯性坐标系 （简称 i 系） 6
2.2 地球坐标系 （简称 e 系） 7
2.3 载体坐标系 （简称 b 系） 8
2.4 地理坐标系 （简称 t 系） 8
2.5 目标方位坐标系 （简称 d 系） 9
2.6 导航坐标系 10
2.7 平台坐标系 （简称 P 系） 10
3. 惯导系统的组成11
4. 平台的结构与组成 12
4.1 平台的框架结构 12
4.2 加速度计组合与陀螺组合 13
4.3 姿态角传感器与力矩电机 15
5. 初始对准的基本概念 16
5.1 导航前的准备 16
5.2 初始对准的指标与分类 17
6. 平台的表观运动 19
6.1 地球自转引起的表观运动 19
6.2 地理位置变化引起的表观运动 21
6.3 控制指令角速率与表观运动的补偿 23
7. 载体的运动加速度 24
7.1 载体空间运动的描述 24
7.2 载体空间运动的加速度 25
7.3 惯性导航的基本方程 32
8. 指北方位惯导系统的力学编排方案 35
9. 捷联式惯导系统的基本原理 39
9.1 方向余弦与方向余弦矩阵 39
9.1.1 方向余弦矩阵及其特性 39
9.1.2 方向余弦矩阵与欧拉角的关系 43
9.2 捷联式惯导系统的机械编排方案 46
9.3 姿态矩阵的即时更新 50
9.3.1 欧拉角法 （三参数法） 50
9.3.2 方向余弦法 （九参数法） 53
9.3.3 四元数法 （四参数法） 56
9.3.4 三种方法的对比 68
9.4 捷联
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