陀螺与惯性导航原理

　　“陀螺与惯性导航原理”是高等院校导航、制导与控制专业的一门重要专业课。本书主要介绍了陀螺仪、陀螺仪表的基本原理，以及惯性导航系统的工作原理。全书共分为13章，内容包括陀螺仪基本理论、双自由度陀螺仪、飞机的姿态角及其测量、飞机航向角及其测量、单自由度陀螺仪及新型陀螺仪、惯性导航基础理论、陀螺稳定平台、平台式惯性导航系统、捷联式惯性导航系统、惯性导航中的卡尔曼滤波算法、惯性导航系统的初始对准和组合导航技术。在内容编排上注重各部分之间的连贯性、力争从容易理解的角度由浅入深地介绍各部分的基本原理。本书可作为电气工程及其自动化、自动化、测控技术与仪器等本科专业的教学用书，也可作为相关专业的研究生教材，此外也可供相关工程技术和研究人员参考使用。

　　戴洪德（1981—）男，江苏泰州人，2000年-2008年在西北工业大学完成本科、硕士、博士阶段的学习，于2008年12月在西北工业大学获得工学博士学位。一直从事惯性导航系统初始对准，组合导航以及卡尔曼滤波技术的研究，在《宇航学报》、《控制与决策》以及IEEE 会议发表相关学术论文20余篇，被EI、ISTP检索10余篇。现在海军航空工程学院担任讲师，从事导航及滤波方面的科研和教学工作。现承担相关科研项目3项，获国防科技进步三等奖两项，教学成果三等奖一项。

第1章 陀螺仪基本理论
1.1 陀螺仪概述
1.1.1 陀螺仪
1.1.2 双自由度陀螺仪的基本组成
1.1.3 单自由度陀螺仪的基本组成
1.1.4 陀螺仪的应用
1.2 角动量定理
1.2.1 哥氏加速度
1.2.2 转动惯量
1.2.3 角动量及角动量定理
1.3 陀螺与惯性导航原理中的坐标系
1.3.1 有关地球的一些参数
1.3.2 研究陀螺仪运动的参考坐标系
1.3.3 地理坐标系和地平坐标系相对惯性空间的转动角速度
1.4 坐标系之间的变换
1.4.1 方向余弦矩阵
1.4.2 四元数基础
1.4.3 矢量在常用坐标系之间的变换
1.5 陀螺仪运动的表示方法
1.6 小结
习题
第2章 双自由度陀螺仪
2.1 双自由度陀螺仪的进动性
2.1.1 陀螺仪的进动性及其规律
2.1.2 用角动量定理解释陀螺仪的进动性
2.1.3 陀螺力矩与陀螺效应
2.2 双自由度陀螺仪的稳定性
2.2.1 陀螺仪的稳定性及其表现
2.2.2 衡量陀螺仪精度的主要指标——漂移率
2.2.3 陀螺仪的表观运动（视在运动）
2.3 双自由度陀螺仪的运动方程式
2.3.1 应用动静法推导陀螺仪相对惯性坐标系的运动方程式
2.3.2 双自由度陀螺仪的结构图和传递函数
2.4 双自由度陀螺仪的典型动态分析
2.4.1 冲击力矩作用下陀螺仪的运动规律
2.4.2 常值力矩作用下陀螺仪的运动规律
2.4.3 简谐变化力矩作用下陀螺仪的运动规律
2.4.4 双自由度陀螺仪的进动方程式及其结构
2.4.5 在动坐标系中表示的陀螺仪进动方程式
2.4.6 对双自由度陀螺仪运动分析的小结
2.5 干扰力矩对陀螺仪运动的影响
2.5.1 干扰力矩的种类
2.5.2 干扰力矩对陀螺仪运动的影响
2.6 小结
习题
第3章 飞机的姿态角及其测量
3.1 飞机姿态角的定义及其测量原理
3.1.1 飞机俯仰角、倾斜角的定义
3.1.2 飞机俯仰角、倾斜角测量原理——人工当地地垂线基准的建立
3.2 垂直陀螺仪