本書針對當前教學需求，重點突破傳統(tǒng)理論教學中數(shù)學推導與工程實踐的銜接難題，創(chuàng)新性地構(gòu)建“數(shù)學模型—算法實現(xiàn)—可視化驗證”三位一體的教學體系。全書基于MATLAB R2021a仿真平臺，系統(tǒng)整合慣性導航系統(tǒng)核心算法的程序?qū)崿F(xiàn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)從原理推導到虛擬仿真的全鏈條教學閉環(huán)。
本書采用“基礎模塊—專業(yè)應用—前沿拓展”的遞進架構(gòu)，具體內(nèi)容包含MATLAB/Simulink編程基礎、慣性導航數(shù)學模型及算法實現(xiàn)、陀螺儀與加速度計原理仿真、捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)（涵蓋誤差建模、阻尼控制、初始對準等關鍵技術）、旋轉(zhuǎn)調(diào)制式慣性導航系統(tǒng)等，并創(chuàng)新性地納入極區(qū)導航方法等前沿內(nèi)容。各章均采用“理論導引—公式解析—代碼實現(xiàn)—可視化驗證”的四步教學法，配套提供經(jīng)過工程驗證的MATLAB源碼（見封三頁面二維碼）。
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1998/09 – 2002/06，海軍工程大學，航海儀器工程，獲工學學士學位；
2002/09 – 2005/06，海軍工程大學、上海交通大學聯(lián)合培養(yǎng)，導航、制導與控制，獲工學碩士學位；
2005/09 – 2009/06，海軍工程大學，導航、制導與控制，獲工學博士學位2014/12-2019/12，海軍工程大學導航工程教研室副教授
2020/01至今，海軍工程大學導航工程教研室教授，主任導航工程曾獲軍隊優(yōu)秀專業(yè)技術人才崗位津貼、大學學習成才先進個人等榮譽，兩次榮立三等功國家重點研發(fā)項目評審專家、軍委科技委創(chuàng)新特區(qū)項目評審專家、中國海陸空天慣性技術學科傳播團隊專家、《中國慣性技術學報》青年編委
目錄
第1章 慣性導航基礎知識 1
1.1 常見坐標系及轉(zhuǎn)換 1
1.1.1 常見坐標系 1
1.1.2 常見坐標系轉(zhuǎn)換 5
1.2 坐標系變換程序設計與仿真 16
1.2.1 程序設計 16
1.2.2 仿真結(jié)果 19
1.3 地球及其自轉(zhuǎn) 20
1.3.1 地球的形狀與參考橢球 20
1.3.2 參考橢球的曲率半徑 22
1.3.3 垂線及緯度的定義 24
1.3.4 地球的重力場 25
1.3.5 計時標準及地球自轉(zhuǎn)角速度 26
1.3.6 地球自轉(zhuǎn)下的坐標系分解 27
1.4 地球自轉(zhuǎn)程序設計與仿真 28
1.4.1 程序設計 28
1.4.2 仿真結(jié)果 30
1.5 經(jīng)緯度變化率 30
1.5.1 加速度計對比力的測量 30
1.5.2 比力方程 33
1.5.3 經(jīng)緯度變化率的計算 37
1.6 慣導位置信息程序設計與仿真 38
1.6.1 程序設計 38
1.6.2 仿真結(jié)果 40
第2章 捷聯(lián)慣導系統(tǒng) 42
2.1 捷聯(lián)慣導基本原理 42
2.1.1 捷聯(lián)慣導慣性系機械編排 42
2.1.2 捷聯(lián)慣導導航系統(tǒng)機械編排 44
2.2 捷聯(lián)慣導程序設計與仿真 45
2.2.1 程序設計 45
2.2.2 仿真結(jié)果 47
2.3 捷聯(lián)慣導誤差分析 49
2.3.1 四元數(shù)姿態(tài)更新方法 49
2.3.2 姿態(tài)角誤差方程 50
2.3.3 速度誤差方程 51
2.3.4 位置誤差方程 52
2.3.5 靜基座誤差方程 53
2.3.6 系統(tǒng)誤差的周期特性分析 54
2.4 捷聯(lián)慣導誤差分析程序設計與仿真 55
2.4.1 程序設計 55
2.4.2 仿真結(jié)果 59
2.5 水平阻尼原理 60
2.5.1 單通道慣導的水平阻尼 61
2.5.2 三通道慣導的水平阻尼 64
2.5.3 外速度補償?shù)乃阶枘釕T導 69
2.6 水平阻尼程序設計與仿真 74
2.6.1 程序設計 74
2.6.2 仿真結(jié)果 75
第3章 捷聯(lián)慣導系統(tǒng)對準與校正 78
3.1 初始對準原理 78
3.1.1 相對準原理 78
3.1.2 精對準原理 80
3.1.3 精對準中失準角對準精度分析 81
3.1.4 初始對準原理框圖 82
3.2 捷聯(lián)慣導初始對準程序設計與仿真 82
3.2.1 程序設計 82
3.2.2 仿真結(jié)果 84
3.3 綜合校正原理 85
3.3.1 松散綜合校正模式 85
3.3.2 基于速度的組合導航系統(tǒng) 86
3.4 綜合校正程序設計與仿真 91
3.4.1 程序設計 91
3.4.2 仿真結(jié)果 93
第4章 旋轉(zhuǎn)調(diào)制式捷聯(lián)慣導系統(tǒng) 95
4.1 單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制原理 95
4.1.1 旋轉(zhuǎn)調(diào)制式捷聯(lián)慣導系統(tǒng)的發(fā)展歷史 95
4.1.2 單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制的基本原理 97
4.1.3 單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案 98
4.2 單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制程序設計與仿真 100
4.2.1 程序設計 100
4.2.2 仿真結(jié)果 105
4.3 雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制原理 108
4.3.1 雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制的基本原理 108
4.3.2 雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制方案 109
4.4 雙軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制程序設計與仿真 111
4.4.1 程序設計 111
4.4.2 仿真結(jié)果 111
第5章 捷聯(lián)慣導極區(qū)導航方法 113
5.1 極區(qū)基本情況 113
5.1.1 地理學定義的極區(qū)范圍 113
5.1.2 物候?qū)W定義的極區(qū)范圍 113
5.1.3 航海學定義的極區(qū)范圍 113
5.2 基于虛擬圓球法的極區(qū)導航方法 114
5.2.1 虛擬圓球模型 114
5.2.2 基于虛擬圓球模型的慣導機械編排 115
5.3 基于虛擬圓球法的極區(qū)導航程序設計與仿真 117
5.3.1 程序設計 117
5.3.2 仿真結(jié)果 118
5.4 基于虛擬圓球向量法位置模型的誤差分析 120
5.4.1 姿態(tài)角誤差方程 120
5.4.2 速度誤差方程 120
5.4.3 位置誤差方程 120
5.4.4 靜基座誤差方程 120
5.5 基于虛擬圓球向量法的位置模型誤差分析程序設計與仿真 121
5.5.1 程序設計 121
5.5.2 仿真結(jié)果 121
附錄A SIMULINK程序設計基礎 123
A.1 SIMULINK常用運算規(guī)則 123
A.1.1 SIMULINK操作基礎 123
A.1.2 SIMULINK模型創(chuàng)建 129
A.1.3 SIMULINK系統(tǒng)封裝 136
A.1.4 SIMULINK仿真參數(shù) 140
A.1.5 SIMULINK仿真運行 146
A.2 SIMULINK基礎程序設計 150
A.2.1 程序設計 150
A.2.2 仿真結(jié)果 150
附錄B 卡爾曼濾波基礎 154
B.1 基礎理論 154
B.2 離散卡爾曼濾波使用要點 155
參考文獻 158
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