Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем

В настоящем учебном пособии изложены принципы построения ]бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) с использованием различных кинематических параметров: углов Эйлера - Крылова, направляющих косинусов, параметров Родрига - Гамильтона (кватернионов).
Рассмотрены принципы работы акселерометров и гироскопических приборов, используемых в БИНС. Уделено внимание анализу погрешностей БИНС, приведены формулы для оценки точности БИНС.
Излагаются вопросы комилексирования БИНС с другими системами навигационной информации. Приведены примеры использования фильтра Калмана в интегрированных навигационных системах.
Уделяется внимание моделированию БИНС в среде Simulink - пакете расширения системы MATLAB. Приведены схемы моделирования элементов БИНС с использованием различных кинематических параметров. Каждая глава заканчивается вопросами для самоконтроля, позволяющими читателю оценить степень усвоения материала. Учебное пособие снабжено многочисленными примерами.
Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности "Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации" и по направлениям подготовки "Приборостроение" и "Автоматизация и управление". Учебное пособие может быть полезно аспирантам и инженерам, начинающим работать в области автономной навигации.

Содержание
Предисловие
Введение
Глава 1. Принципы построения БИНС
1.1. БИНС с акселерометрами и ДУС
1.2. Акселерометрические БИНС
1.3. БИНС на неуправляемых гироскопах
Глава 2. Инерциальные чувствительные элементы
2.1. Акселерометры
2.1.1. Общая характеристика
2.1.2. Осевые и маятниковые акселерометры
2.1.3. Струнные акселерометры
2.1.4. Конструкции и технические характеристики
2.2. Гироскопы
2.2.1. Общая характеристика
2.2.2. Лазерные и волоконно- оптические гироскопы
2.2.3. Волновые твердотельные гироскопы
2.2.4. Динамически настраиваемые гироскопы
2.2.5. Микромеханические гироскопы
Глава 3. БИНС на акселерометрах и ДУС
3.1. БИНС с углами Эйлера- Крылова
3.2. БИНС с направляющими косинусами
3.2.1. Уравнение Пуассона
3.2.2. БИНС с двумя уравнениями Пуассона
3.2.3. БИНС с одним уравнением Пуассона
3.3. БИНС с параметрами Родрига - Гамильтона
3.3.1. Ось конечного поворота
3.3.2. Параметры Родрига - Гамильтона
3.3.3. Кватернионы
3.3.4. Кватернионные матрицы
3.3.5. Кинематическое уравнение для кватерниона
3.3.6. БИНС с параметрами Родрига- Гамильтона
3.4. Анализ алгоритмов БИНС
3.5. Начальная выставка БИНС
Глава 4. Модель ошибок БИНС
4.1. Элементарный анализ ошибок БИНС
4.2. Векторная модель ошибок БИНС
4.3. Скалярная модель ошибок БИНС
4.4. Уравнения ошибок БИНС в определении параметров ориентации
Глава 5. Комплексные навигационные системы
5.1. Элементы теории случайных процессов
5.2. Принципы построения комплексных систем навигации
5.3. Непрерывный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах
5.4. Дискретный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах
5.5. Инерциально-спутниковые навигационные комплексы
Глава 6. Моделирование алгоритмов БИНС в среде MATLAB\Siraulink
6.1. Алгоритмы ориентации
6.1.1. Алгоритм ориентации с углами Эйлера - Крылова
6.1.2. Алгоритм ориентации с направляющими косинусами
6.1.3. Алгоритм ориентации с кватернионами
6.2. Калибровка инерциальных ЧЭ с помощью фильтра Калмана
6.2.1. Блоки моделирования случайных воздействий в пакете Simulink
6.2.2. Реализация фильтра Калмана для калибровки инерциальных ЧЭ
Заключение