国防科学技术大学惯性导航技术实验室,长期从事惯性导航系统、卫星导航技术、重力仪技术及相关领域的人才培养和科学研究工作。实验室在惯性导航系统技术与应用研究上取得显著成绩,先后研制我国第一套激光陀螺定位定向系统、第一台激光陀螺罗经系统、第一套捷联式航空重力仪,在国内率先将激光陀螺定位定向系统用于现役装备改造、首次验证了水下地磁导航技术的可行性,服务于空中、地面、水面和水下等各种平台,有力地支撑了我军装备现代化建设。在持续的技术创新中,实验室一直致力于教育教学和人才培养工作,注重培养从事导航系统分析、设计、研制、测试、维护及综合应用等工作的工程技术人才,毕业的研究生绝大多数战斗于国防科技事业第一线,为“强军兴国”贡献着一己之力。尤其是,培养的一批高水平博士研究生有力地支持了我军信息化装备建设对高层次人才的需求。博士,是大学教育中的最高层次。而高水平博士学位论文,不仅是全面展现博士研究生创新研究工作最翔实、最直接的资料,也代表着国内相关研究领域的最新水平。近年来,国防科学技术大学研究生院为了确保博士学位论文的质量,采取了一系列措施,对学位论文评审、答辩的各个环节进行严格把关,有力地保证了博士学位论文的质量。为了展现惯性导航技术实验室博士研究生的创新研究成果,实验室在已授予学位的数十本博士学位论文中,遴选出23本具代表性的优秀博士学位论文,分成五个专题,结集出版,以飨读者。这五个专题分别是:(1)激光陀螺惯导系统技术;(2)地磁导航技术;(3)嵌入式组合导航技术;(4)航空重力测量技术;(5)自主导航理论与方法。 结集出版的目的有三:其一,不揣浅陋。此次以专著形式出版,是为了尽可能扩大实验室的学术影响,增加学术成果的交流范围,将国防科学技术大学惯性导航技术实验室的研究成果,以一种“新”的面貌展现在同行面前,希望更多的同仁们和后来者,能够从这套丛书中获得一些启发和借鉴,那将是作者和编辑都倍感欣慰的事。其二,不宁唯是。以此次出版为契机,作者们也对原来的学位论文内容进行诸多修订和补充,特别是针对一些早期不太确定的研究成果,结合近几年的最新研究进展,又进行了必要的修改,使著作更加严谨、客观。其三,不关毁誉,唯求科学与真实。出版之后,诚挚欢迎业内外专家指正、赐教,以便于我们在后续的研究工作中,能够做得更好。
第1章绪论
1.1研究背景和意义
1.2国内外研究进展
1.2.1地磁导航技术研究现状
1.2.2地磁传感器技术研究现状
1.2.3地磁测量误差补偿技术研究现状
1.3本书拟解决的主要问题
1.4本书的研究内容与组织结构
第2章地磁测量误差补偿问题综合分析
2.1地磁场基本理论
2.1.1地磁要素
2.1.2地磁场组成与地磁场模型
2.2地磁测量误差分析与建模
2.2.1仪表误差分析
2.2.2载体干扰磁场误差分析
2.2.3地磁测量误差综合建模
2.3载体干扰磁场动态特性测试
2.3.1惯性导航系统磁场特性测试
_ueditor_page_break_tag_
2.3.2AUV磁场特性测试
2.3.3测试结论
2.4地磁测量误差补偿算法分析
2.4.1姿态独立标定原理
2.4.2算法影响因素分析
2.5本章小结
第3章约束总体最小二乘地磁测量误差补偿方法
3.1引言
3.2约束总体最小二乘算法
3.3仿真试验结果
3.4车载磁定向导航试验
3.5本章小结
第4章伸展粒子群优化地磁测量误差补偿方法
4.1引言
4.2伸展粒子群优化算法
4.2.1粒子群优化(PSO)算法
4.2.2伸展粒子群优化(SPSO)算法
_ueditor_page_break_tag_
4.2.3SPSO与PSO对比
4.3实验室试验结果
4.4基于AUV的外场试验
4.5本章小结
第5章基于D优化设计方法的磁力仪标定编排优化
5.1引言
5.2D优化设计方法
5.2.1问题描述
5.2.2D优化设计
5.3D优化设计问题求解
5.4仿真试验结果
5.5本章小结
第6章病态情况下地磁测量误差补偿方法
6.1引言
6.2船载磁测误差补偿病态问题
6.2.1病态问题的基本概念
6.2.2船载三轴磁力仪标定的病态问题分析
_ueditor_page_break_tag_
6.2.3正则化方法选取
6.3截断总体最小二乘方法与L曲线准则
6.3.1总体最小二乘方法
6.3.2截断总体最小二乘方法
6.3.3基于L曲线准则的正则化参数确定
6.3.4算例分析
6.4仿真实验验证
6.5船载试验验证
6.6本章小结
第7章水下地磁匹配导航试验
7.1引言
7.2地磁匹配算法
7.2.1地磁匹配原理
7.2.2现有地磁匹配方法的局限性
7.2.3基于树搜索的地磁匹配算法
7.3惯性/地磁匹配组合导航系统样机
7.3.1系统样机的组成
7.3.2系统样机软件设计
_ueditor_page_break_tag_
7.4试验航迹规划
7.5水下搭载试验结果
7.5.1地磁测量误差补偿结果
7.5.2地磁匹配定位结果
7.6本章小结
第8章结论与展望
8.1总结
8.2研究展望
附录A系数矩阵Fi(i=1,2,...,10)的表达式
附录B牛顿迭代法中梯度和Hessian矩阵的推导
参考文献