捷联惯导和GPS紧组合及系统误差补偿技术 本书特色

传统的GPS和捷联惯导的组合技术中存在着一个基本矛盾，即高精度组合系统的可靠性和实时性较差，而实时性和可靠性好的组合系统精度较低。比如，RTK和捷联惯导的组合系统精度很高，但是随着定位位置到GPS基站距离的增加，系统的可靠性逐渐下降，且由于需要进行整周模糊度解算而实时性较差，因此不能应用于无区域限制的实时导航中；伪距和捷联惯导的组合系统具有很好的可靠性和实时性，适于导航应用，但精度较差。本书讨论了通过GPS信息的合理应用以及新的组合技术来提高GPS和捷联惯导组合导航系统的整体性能。另外，惯性传感器的随机误差和捷联惯导的初始对准误差是组合导航系统的关键误差，本文还讨论了通过新的技术实现GPS辅助下的这两种误差的*补偿。

捷联惯导和GPS紧组合及系统误差补偿技术 目录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 全球定位系统的基本原理与误差特性 1
1.1.1 GPS定位的基本要素 1
1.1.2 GPS定位的方法 2
1.1.3 GPS的误差源和误差特性 5
1.2 捷联惯导系统的基本原理与误差特性 9
1.2.1 捷联惯导的算法 9
1.2.2 捷联解算中的坐标系 11
1.2.3 捷联惯导的误差源和误差特性 12
1.3 GPS和捷联惯导组合导航系统的原理与研究现状 15
1.3.1 GPS和捷联惯导的互补特性 15
1.3.2 GPS和捷联惯导进行组合的数学工具 16
1.3.3 GPS和捷联惯导组合导航系统的研究现状 17
第2章 载波相位时间差分的分析及其在导航中的应用研究 20
2.1 载波相位的特点及载波相位时间差分的概念与分析 20
2.1.1 GPS伪距和载波相位的误差分析与比较 20
2.1.2 载波相位在导航中应用的条件分析 22
2.1.3 载波相位时间差分的概念与性能分析 23
2.2 载波相位时间差分的观测方程推导与分析 24
2.2.1 载波相位时间差分的观测方程推导 25
2.2.2 周跳对载波相位时间差分观测量的影响及其处理方法探讨 27
2.3 由载波相位时间差分解算精密速度的试验研究 28
2.3.1 基于载波相位时间差分的精密速度解算方法 28
2.3.2 由载波相位时间差分解算的精密速度的误差分析 30
2.3.3 由载波相位时间差分解算精密速度的试验研究 32
2.4 载波相位时间差分和捷联惯导的紧组合导航系统的试验研究 34
2.4.1 载波相位时间差分和捷联惯导紧组合导航系统的方案设计 35
2.4.2 载波相位时间差分和捷联惯导紧组合导航系统的试验结果 36
2.4.3 载波相位时间差分和捷联惯导组合的优势及问题分析 38
第3章 基于载波相位时间差分、伪距和捷联惯导的组合导航新方案设计与实现 40
3.1 实现载波相位时间差分、伪距和捷联惯导组合的数学工具探讨 40
3.1.1 双速卡尔曼滤波 42
3.1.2 双速卡尔曼滤波的优点 44
3.2 载波相位时间差分、伪距和捷联惯导组合导航系统的方案设计 44
3.2.1 基于双速卡尔曼滤波的系统组合方案设计 45
3.2.2 系统组合方案设计中待解决的问题探讨 46
3.3 误差方程推导的扰动分析方法研究 47
3.3.1 坐标变换矩阵的扰动规律 47
3.3.2 矢量的扰动规律 49
3.3.3 标量的扰动规律 49
3.4 基于惯导误差方程的双速卡尔曼滤波系统方程推导 49
3.4.1 惯导误差方程的概述及讨论 50
3.4.2 惯性传感器的测量误差建模 51
3.4.3 重力误差建模 52
3.4.4 GPS天线相位中心和捷联惯导间的杆臂误差建模 53
3.4.5 双速卡尔曼滤波系统方程的状态空间表达式 53
3.5 基于载波相位时间差分的高速卡尔曼滤波测量方程推导 55
3.5.1 载波相位时间差分的观测方程的矩阵表达式推导 55
3.5.2 载波相位时间差分的观测方程的扰动分析 56
3.5.3 高速卡尔曼滤波测量方程的状态空间表达式 60
3.6 基于伪距的低速卡尔曼滤波测量方程推导 60
3.6.1 经过误差补偿的伪距观测方程 61
3.6.2 伪距观测方程的扰动分析 61
3.6.3 低速卡尔曼滤波测量方程的状态空间表达式 63
第4章 GPS辅助的惯性传感器随机误差的在线补偿理论与试验研究 64
4.1 惯性传感器中随机误差的建模方法研究 64
4.1.1 惯性传感器中随机误差建模的传统方法讨论 64
4.1.2 惯性传感器中随机误差的辨识方法探讨 66
4.1.3 惯性传感器中随机误差建模的新方法 68
4.2 惯性传感器中有色噪声的随机微分方程描述 70
4.2.1 推导有色噪声的随机微分方程描述的一般步骤 70
4.2.2 零偏不稳定性的随机微分方程描述推导 72
4.2.3 随机游走的随机微分方程描述推导 72
4.2.4 斜坡误差的随机微分方程描述推导 73
4.3 惯性传感器中有色噪声的等价建模理论研究 74
4.3.1 随机微分方程的等价性定理及其证明 74
4.3.2 惯性传感器中多种有色噪声的等价模型推导 76
4.4 GPS辅助的惯性传感器随机误差的在线补偿方法研究 78
4.4.1 在组合导航中补偿惯性传感器随机误差的可行性分析 78
4.4.2 惯性传感器随机误差在线补偿的总体方案设计 80
4.4.3 惯性传感器中白噪声的处理方法探讨 82
4.4.4 惯性传感器中量化噪声的处理方法研究 83
4.4.5 惯性传感器中有色噪声的补偿方法研究 86

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