第1章 緒論 1
1.1 導(dǎo)航的概念 1
1.1.1 定義 1
1.1.2 對(duì)象 2
1.1.3 任務(wù) 3
1.2 導(dǎo)航的參量 3
1.2.1 角度參量 4
1.2.2 距離參量 6
1.2.3 速度參量 6
1.2.4 時(shí)空信息 7
1.3 位置線與位置面 8
1.3.1 等角位置線、位置面 8
1.3.2 等距位置線、位置面 9
1.3.3 等距差位置線、位置面 9
1.3.4 等距和位置線、位置面 10
1.3.5 位置線典型應(yīng)用 11
1.4 導(dǎo)航的發(fā)展與運(yùn)用 13
1.4.1 天文導(dǎo)航 14
1.4.2 地磁導(dǎo)航 16
1.4.3 無(wú)線電導(dǎo)航 17
1.4.4 慣性導(dǎo)航 18
1.4.5 其他導(dǎo)航 19
1.5 本書(shū)的結(jié)構(gòu) 22
復(fù)習(xí)和作業(yè)題1 23
第2章 導(dǎo)航的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 24
2.1 坐標(biāo)及其變換 24
2.1.1 慣性坐標(biāo)系 24
2.1.2 地球坐標(biāo)系 25
2.1.3 運(yùn)行體及平臺(tái)坐標(biāo)系 27
2.1.4 直角坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)變換 29
2.1.5 極坐標(biāo)系 30
2.2 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述 31
2.2.1 微分多項(xiàng)式模型 31
2.2.2 勻速運(yùn)動(dòng)模型 32
2.2.3 勻加速運(yùn)動(dòng)模型 33
2.2.4 其他運(yùn)動(dòng)模型 34
2.3 導(dǎo)航誤差分析基礎(chǔ) 34
2.3.1 數(shù)字特征描述 35
2.3.2 統(tǒng)計(jì)特征描述 35
2.4 導(dǎo)航參量估計(jì)方法 38
2.4.1 非線性方程的線性化 38
2.4.2 最小二乘法 41
2.4.3 卡爾曼濾波 46
2.5 小結(jié) 48
復(fù)習(xí)和作業(yè)題2 49
第3章 導(dǎo)航的物理基礎(chǔ) 50
3.1 導(dǎo)航信號(hào) 50
3.1.1 描述方法 50
3.1.2 偽隨機(jī)序列 52
3.2 多普勒效應(yīng) 53
3.2.1 收發(fā)一方運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng) 53
3.2.2 收發(fā)雙方同時(shí)運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng) 55
3.2.3 多普勒效應(yīng)在導(dǎo)航中的應(yīng)用 55
3.3 無(wú)線電信號(hào) 56
3.3.1 信號(hào)特性 56
3.3.2 天線方向圖 57
3.3.3 傳播方式 62
3.3.4 信道特性分析 65
3.3.5 電波傳播對(duì)無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)的影響 67
3.3.6 場(chǎng)地環(huán)境對(duì)無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)的影響 68
3.4 光探測(cè)基礎(chǔ) 73
3.4.1 光電探測(cè)系統(tǒng) 73
3.4.2 光接收機(jī)原理 75
3.5 陀螺儀與加速度計(jì) 78
3.5.1 力學(xué)基礎(chǔ) 79
3.5.2 陀螺儀原理 81
3.5.3 加速度計(jì)原理 83
3.6 重力場(chǎng)基礎(chǔ) 84
3.7 地磁場(chǎng)基礎(chǔ) 85
3.8 相對(duì)論影響 87
3.9 小結(jié) 90
復(fù)習(xí)和作業(yè)題3 90
第4章 導(dǎo)航測(cè)角原理 91
4.1 概述 91
4.2 振幅式導(dǎo)航測(cè)角 92
4.2.1 振幅式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角 92
4.2.2 振幅式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角誤差分析 96
4.2.3 振幅式光學(xué)導(dǎo)航測(cè)角 100
4.3 相位式導(dǎo)航測(cè)角 101
4.3.1 相位式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角 101
4.3.2 相位式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角誤差分析 105
4.4 時(shí)間式導(dǎo)航測(cè)角 107
4.4.1 時(shí)間式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角 107
4.4.2 時(shí)間式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角誤差分析 112
4.5 頻率式導(dǎo)航測(cè)角 113
4.5.1 頻率式無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)角 113
4.5.2 偏流角測(cè)量的準(zhǔn)確度分析 114
4.6 慣性力學(xué)測(cè)角 114
4.6.1 水平面內(nèi)的陀螺尋北原理 114
4.6.2 非水平面內(nèi)的陀螺尋北原理 116
4.6.3 陀螺尋北的誤差分析 119
4.7 地磁感應(yīng)測(cè)角 120
4.7.1 羅航向和羅差 120
4.7.2 地磁感應(yīng)測(cè)角原理 121
4.8 小結(jié) 122
復(fù)習(xí)和作業(yè)題4 123
第5章 導(dǎo)航測(cè)距原理 124
5.1 概述 124
5.1.1 基本概念 124
5.1.2 測(cè)距分類 125
5.2 無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)距 127
5.2.1 脈沖式測(cè)距 128
5.2.2 碼相關(guān)測(cè)距 132
5.2.3 頻率式測(cè)距 134
5.3 無(wú)線電導(dǎo)航測(cè)距差 143
5.3.1 脈沖式測(cè)距差 143
5.3.2 相位式測(cè)距差 144
5.3.3 脈沖/相位式測(cè)距差 145
5.3.4 多普勒積分測(cè)距差 145
5.4 光學(xué)導(dǎo)航測(cè)距 146
5.4.1 主動(dòng)式測(cè)距 146
5.4.2 被動(dòng)式測(cè)距 147
5.5 氣壓測(cè)高 147
5.5.1 氣壓高度 148
5.5.2 氣壓高度表模型 149
5.5.3 氣壓高度表誤差補(bǔ)償 150
5.6 小結(jié) 150
復(fù)習(xí)和作業(yè)題5 151
第6章 導(dǎo)航測(cè)速原理 152
6.1 主動(dòng)式導(dǎo)航測(cè)速 152
6.1.1 單波束多普勒測(cè)速 153
6.1.2 雙波束多普勒測(cè)速 154
6.1.3 多波束多普勒測(cè)速 156
6.1.4 多普勒測(cè)速的準(zhǔn)確度分析 158
6.1.5 聲相關(guān)測(cè)速 160
6.2 被動(dòng)式導(dǎo)航測(cè)速 161
6.2.1 慣性導(dǎo)航測(cè)速 161
6.2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航測(cè)速 162
6.2.3 電磁測(cè)速 164
6.2.4 航空動(dòng)壓測(cè)速 165
6.2.5 視頻（覺(jué)）測(cè)速 168
6.3 小結(jié) 170
復(fù)習(xí)和作業(yè)題6 170
第7章 導(dǎo)航定位原理 171
7.1 概述 171
7.1.1 非線性方程解算 171
7.1.2 導(dǎo)航定位誤差分析 175
7.2 幾何導(dǎo)航定位 181
7.2.1 測(cè)距導(dǎo)航定位 181
7.2.2 測(cè)距差導(dǎo)航定位 186
7.2.3 測(cè)角導(dǎo)航定位 188
7.2.4 復(fù)合式導(dǎo)航定位 192
7.3 推算導(dǎo)航定位 195
7.3.1 慣性推算導(dǎo)航定位 196
7.3.2 多普勒雷達(dá)推算導(dǎo)航定位 197
7.4 匹配導(dǎo)航定位 198
7.4.1 匹配導(dǎo)航定位基礎(chǔ) 199
7.4.2 一維線匹配導(dǎo)航定位 204
7.4.3 二維面匹配導(dǎo)航定位 211
7.5 小結(jié) 213
復(fù)習(xí)和作業(yè)題7 213
第8章 組合導(dǎo)航原理 214
8.1 概述 214
8.1.1 傳感器數(shù)據(jù)融合 214
8.1.2 組合導(dǎo)航的概念 215
8.2 組合導(dǎo)航理論 215
8.2.1 組合導(dǎo)航方式 215
8.2.2 信息分配準(zhǔn)則 216
8.2.3 組合導(dǎo)航精度 217
8.2.4 組合系統(tǒng)可靠性 218
8.3 組合導(dǎo)航實(shí)現(xiàn) 219
8.3.1 典型配置結(jié)構(gòu) 219
8.3.2 工作性能分析 223
8.4 小結(jié) 224
復(fù)習(xí)和作業(yè)題8 225
第9章 飛行器導(dǎo)航控制應(yīng)用 226
9.1 概述 226
9.2 飛行控制原理 228
9.2.1 飛行狀態(tài)描述及其實(shí)時(shí)感知 228
9.2.2 飛行操縱方式 229
9.2.3 飛行控制方法 230
9.2.4 飛機(jī)姿態(tài)控制 232
9.2.5 飛行軌跡控制 234
9.3 導(dǎo)航控制系統(tǒng)應(yīng)用 238
9.3.1 自動(dòng)航線飛行控制 238
9.3.2 自動(dòng)進(jìn)近與著陸飛行控制 242
9.4 小結(jié) 251
復(fù)習(xí)和作業(yè)題9 251
附錄A 導(dǎo)航術(shù)語(yǔ)中英對(duì)照表 253
附錄B 隨機(jī)過(guò)程與噪聲 268
B.1 隨機(jī)過(guò)程的統(tǒng)計(jì)描述 268
B.2 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 270
B.3 高斯隨機(jī)過(guò)程 271
B.4 噪聲 272
參考文獻(xiàn) 275