《惯性技术》是2010年12月国防工业出版社出版的图书，作者是苏中。本书全面系统地论述了惯性技术的基本理论以及惯性器件、惯性仪表和惯性导航系统的原理、设计和应用。

全书共分6章。分别介绍了惯性技术基础理论，力学陀螺、光学陀螺和加速度计等惯性敏感元件，惯性稳定器、稳定平台和惯性定向装置，平台式惯导系统和捷联式惯导系统的机械编排、误差及其传播特性，初始对准、动基座自对准和传递对准等惯性导航系统的基本原理和设计，并介绍了惯性技术的各种实际应用。

本书从系统掌握惯性技术角度?发，在内容上由浅入深，可供高等院校自动化及导航类专业师生以及惯性技术科技工作者使用。

惯性技术

第1章 惯性技术基础知识……………………1

1.1 地球参考椭球及地球重力场特性……………………1

1.1.1 地球的形状……………………1

1.1.2 垂线、纬度、高程的定义……………………3

1.1.3 地球重力场特性……………………4

1.2 载体的空间位置和姿态的描述……………………5

1.2.1 常用坐标系……………………5

1.2.2 刚体的空间角位置描述……………………8

1.2.3 坐标系之间的变换、载体位置、姿态和方位的确定……………………12

1.3 动量矩、动量矩定理及欧拉动力学方程……………………14

1.3.1 动量矩及动量矩定理……………………14

1.3.2 刚体定点转动的欧拉动力学方程……………………16

1.4 哥氏加速度、绝对加速度和比力……………………17

1.4.1 哥氏加速度……………………17

1.4.2 绝对加速度……………………19

1.4.3 比力和有害加速度……………………21

1.5 舒勒原理……………………25

1.5.1 数学摆跟踪垂线的舒勒原理……………………25

1.5.2 物理摆跟踪垂线的舒勒原理……………………26

思考与练习……………………28

第2章 惯性敏感元件……………………29

2.1 陀螺仪……………………29

2.1.1 陀螺效应……………………30

2.1.2 陀螺仪的分类与发展趋势……………………36

2.2 力学陀螺仪的数学模型……………………40

2.2.1 二自由度陀螺仪的数学模型……………………40

2.2.2 单自由度陀螺仪的数学模型……………………47

2.2.3 振动陀螺仪的数学模型……………………51

2.3 光学陀螺仪……………………54

2.3.1 激光陀螺仪……………………54

2.3.2 光纤陀螺仪……………………58

2.4 陀螺仪的技术指标及漂移分析……………………60

2.4.1 陀螺仪的技术指标……………………60

2.4.2 陀螺仪的漂移分析及其模型分类……………………60

2.5 加速度计……………………63

2.5.1 摆式加速度计的构成和工作原理……………………63

2.5.2 摆式陀螺积分加速度计……………………65

2.5.3 加速度计的主要参数及静态误差数学模型……………………66

2.5.4 加速度计的原理性误差……………………66

思考与练习……………………68

第3章 陀螺稳定平台与定向装置……………………69

3.1 一维稳定器……………………69

3.1.1 单轴动力陀螺稳定器基本原理……………………70

3.1.2 二自由度液浮陀螺组成的稳定器……………………75

3.1.3 单自由度液浮陀螺组成的稳定器……………………76

3.2 三维稳定平台……………………79

3.2.1 三轴稳定平台……………………79

3.2.2 四平衡环系统……………………81

3.3 惯性定向装置……………………83

3.3.1 陀螺地平仪(陀螺垂直仪)……………………83

3.3.2 陀螺寻北仪……………………84

思考与练习……………………91

第4章 平台式惯性导航系统……………………92

4.1 平台惯导系统基本原理与分类……………………92

4.1.1 平台惯导系统原理结构……………………92

4.1.2 平台惯导系统分类与机械编排概念……………………94

4.2 当地水平面惯导系统的机械编排……………………96

4.2.1 半解析式指北方位系统的机械编排方程……………………96

4.2.2 解决极区航行的方案与自由方位惯导系统……………………100

4.2.3 高度通道的不稳定和阻尼回路……………………102

4.2.4 水平控制回路及其舒勒调谐……………………103

4.3 指北方位系统的误差方程……………………107

4.3.1 地理位置和速度误差量的定义……………………107

4.3.2 半解析式指北方位惯导系统误差方程……………………109

4.3.3 误差传播特性……………………115

4.4 指北方位系统的初始对准……………………121

4.4.1 静基座半解析式指北方位系统的粗对准……………………122

4.4.2 静基座半解析式指北方位系统的精对准……………………123

4.5 游移方位惯性导航系统……………………128

4.5.1 游移方位系统的机械编排方程……………………129

4.5.2 游移方位系统的初始对准……………………134

思考与练习……………………141

第5章 捷联式惯性导航系统……………………142

5.1 捷联惯导系统工作原理……………………142

5.1.1 组成和算法概述……………………142

5.1.2 姿态矩阵的更新计算……………………145

5.1.3 三通道捷联惯导系统的计算……………………148

5.2 捷联惯导系统的误差……………………151

5.2.1 速度误差和位置误差方程……………………151

5.2.2 姿态误差方程……………………153

5.2.3 捷联惯导系统的误差传播特性……………………156

5.3 捷联惯导系统在动基座上的自对准……………………157

5.3.1 粗对准……………………157

5.3.2 卡尔曼滤波法精对准……………………160

5.4 捷联惯导系统的动基座传递对准……………………162

5.4.1 主、子惯导误差……………………162

5.4.2 传递对准中的匹配量……………………163

思考与练习……………………168

第6章 惯性技术的应用……………………169

6.1 大地测量……………………169

6.2 铁路检轨……………………172

6.3 陀螺测斜仪、陀螺经纬仪……………………173

附录 常用符号术语表及惯性技术参数常用单位

参考文献