捷联惯导算法与组合导航原理讲义(0220)讲课教案.docVIP

捷联惯导算法与组合

导航原理讲义

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捷联惯导算法与组合导航原理

讲义

严恭敏，翁浚编著

西北工业大学

2016-9

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前言

近年来，惯性技术不论在军事上、工业上，还是在民用上，特别是消费电子产品领

域，都获得了广泛的应用，大到潜艇、舰船、高铁、客机、导弹和人造卫星，小到医疗器

械、电动独轮车、小型四旋翼无人机、空中鼠标和手机，都有惯性技术存在甚至大显身手

的身影。相应地，惯性技术的研究和开发也获得前所未有的蓬勃发展，越来越多的高校学

生、爱好者和工程技术人员加入到惯性技术的研发队伍中来。

惯性技术涉及面广，涵盖元器件技术、测试设备和测试方法、系统集成技术和应用开

发技术等方面，囿于篇幅和作者知识面限制，本书主要讨论捷联惯导系统算法方面的有关

问题，包括姿态算法基本理论、捷联惯导更新算法与误差分析、组合导航卡尔曼滤波原

理、捷联惯导系统的初始对准技术、组合导航系统建模以及算法仿真等内容。希望读者参

阅之后能够对捷联惯导算法有个系统而深入的理解，并能快速而有效地将基本算法应用于

解决实际问题。

本书在编写和定稿过程中得到以下同行的热心支持，指出了不少错误之处或提出了许

多宝贵的修改建议，深表谢意：

西北工业大学自动化学院：梅春波、赵彦明、刘洋、沈彦超、肖迅、牟夏、郑江涛、

刘士明、金竹、冯理成、赵雪华；航天科工第九总体设计部：王亚军；辽宁工程技术大

学：丁伟；北京腾盛科技有限公司：刘兴华；东南大学：童金武；中国农业大学：包建

华；南京航空航天大学：赵宣懿；武汉大学：董翠军；网友：Zoro；山东科技大学：王云

鹏。

书中缺点和错误在所难免，望读者不吝批评指正。

作者

2016年9月

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目录

第1章概述...................................................................................................................................7

1.1捷联惯导算法简介...................................................................................................................................9

1.2Kalman滤波与组合导航原理简介......................................................................................................10

第2章捷联惯导姿态解算基础...................................................................................................13

2.1反对称阵及其矩阵指数函数................................................................................................................15

2.1.1反对称阵.................................