本书针对当前教学需求，重点突破传统理论教学中数学推导与工程实践的衔接难题，创新性地构建“数学模型—算法实现—可视化验证”三位一体的教学体系。全书基于MATLAB R2021a仿真平台，系统整合惯性导航系统核心算法的程序实现环节，实现从原理推导到虚拟仿真的全链条教学闭环。
本书采用“基础模块—专业应用—前沿拓展”的递进架构，具体内容包含MATLAB/Simulink编程基础、惯性导航数学模型及算法实现、陀螺仪与加速度计原理仿真、捷联式惯性导航系统（涵盖误差建模、阻尼控制、初始对准等关键技术）、旋转调制式惯性导航系统等，并创新性地纳入极区导航方法等前沿内容。各章均采用“理论导引—公式解析—代码实现—可视化验证”的四步教学法，配套提供经过工程验证的MATLAB源码（见封三页面二维码）。
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1998/09 – 2002/06，海军工程大学，航海仪器工程，获工学学士学位；
2002/09 – 2005/06，海军工程大学、上海交通大学联合培养，导航、制导与控制，获工学硕士学位；
2005/09 – 2009/06，海军工程大学，导航、制导与控制，获工学博士学位2014/12-2019/12，海军工程大学导航工程教研室副教授
2020/01至今，海军工程大学导航工程教研室教授，主任导航工程曾获军队优秀专业技术人才岗位津贴、大学学习成才先进个人等荣誉，两次荣立三等功国家重点研发项目评审专家、军委科技委创新特区项目评审专家、中国海陆空天惯性技术学科传播团队专家、《中国惯性技术学报》青年编委
目录
第1章 惯性导航基础知识 1
1.1 常见坐标系及转换 1
1.1.1 常见坐标系 1
1.1.2 常见坐标系转换 5
1.2 坐标系变换程序设计与仿真 16
1.2.1 程序设计 16
1.2.2 仿真结果 19
1.3 地球及其自转 20
1.3.1 地球的形状与参考椭球 20
1.3.2 参考椭球的曲率半径 22
1.3.3 垂线及纬度的定义 24
1.3.4 地球的重力场 25
1.3.5 计时标准及地球自转角速度 26
1.3.6 地球自转下的坐标系分解 27
1.4 地球自转程序设计与仿真 28
1.4.1 程序设计 28
1.4.2 仿真结果 30
1.5 经纬度变化率 30
1.5.1 加速度计对比力的测量 30
1.5.2 比力方程 33
1.5.3 经纬度变化率的计算 37
1.6 惯导位置信息程序设计与仿真 38
1.6.1 程序设计 38
1.6.2 仿真结果 40
第2章 捷联惯导系统 42
2.1 捷联惯导基本原理 42
2.1.1 捷联惯导惯性系机械编排 42
2.1.2 捷联惯导导航系统机械编排 44
2.2 捷联惯导程序设计与仿真 45
2.2.1 程序设计 45
2.2.2 仿真结果 47
2.3 捷联惯导误差分析 49
2.3.1 四元数姿态更新方法 49
2.3.2 姿态角误差方程 50
2.3.3 速度误差方程 51
2.3.4 位置误差方程 52
2.3.5 静基座误差方程 53
2.3.6 系统误差的周期特性分析 54
2.4 捷联惯导误差分析程序设计与仿真 55
2.4.1 程序设计 55
2.4.2 仿真结果 59
2.5 水平阻尼原理 60
2.5.1 单通道惯导的水平阻尼 61
2.5.2 三通道惯导的水平阻尼 64
2.5.3 外速度补偿的水平阻尼惯导 69
2.6 水平阻尼程序设计与仿真 74
2.6.1 程序设计 74
2.6.2 仿真结果 75
第3章 捷联惯导系统对准与校正 78
3.1 初始对准原理 78
3.1.1 相对准原理 78
3.1.2 精对准原理 80
3.1.3 精对准中失准角对准精度分析 81
3.1.4 初始对准原理框图 82
3.2 捷联惯导初始对准程序设计与仿真 82
3.2.1 程序设计 82
3.2.2 仿真结果 84
3.3 综合校正原理 85
3.3.1 松散综合校正模式 85
3.3.2 基于速度的组合导航系统 86
3.4 综合校正程序设计与仿真 91
3.4.1 程序设计 91
3.4.2 仿真结果 93
第4章 旋转调制式捷联惯导系统 95
4.1 单轴旋转调制原理 95
4.1.1 旋转调制式捷联惯导系统的发展历史 95
4.1.2 单轴旋转调制的基本原理 97
4.1.3 单轴旋转调制方案 98
4.2 单轴旋转调制程序设计与仿真 100
4.2.1 程序设计 100
4.2.2 仿真结果 105
4.3 双轴旋转调制原理 108
4.3.1 双轴旋转调制的基本原理 108
4.3.2 双轴旋转调制方案 109
4.4 双轴旋转调制程序设计与仿真 111
4.4.1 程序设计 111
4.4.2 仿真结果 111
第5章 捷联惯导极区导航方法 113
5.1 极区基本情况 113
5.1.1 地理学定义的极区范围 113
5.1.2 物候学定义的极区范围 113
5.1.3 航海学定义的极区范围 113
5.2 基于虚拟圆球法的极区导航方法 114
5.2.1 虚拟圆球模型 114
5.2.2 基于虚拟圆球模型的惯导机械编排 115
5.3 基于虚拟圆球法的极区导航程序设计与仿真 117
5.3.1 程序设计 117
5.3.2 仿真结果 118
5.4 基于虚拟圆球向量法位置模型的误差分析 120
5.4.1 姿态角误差方程 120
5.4.2 速度误差方程 120
5.4.3 位置误差方程 120
5.4.4 静基座误差方程 120
5.5 基于虚拟圆球向量法的位置模型误差分析程序设计与仿真 121
5.5.1 程序设计 121
5.5.2 仿真结果 121
附录A SIMULINK程序设计基础 123
A.1 SIMULINK常用运算规则 123
A.1.1 SIMULINK操作基础 123
A.1.2 SIMULINK模型创建 129
A.1.3 SIMULINK系统封装 136
A.1.4 SIMULINK仿真参数 140
A.1.5 SIMULINK仿真运行 146
A.2 SIMULINK基础程序设计 150
A.2.1 程序设计 150
A.2.2 仿真结果 150
附录B 卡尔曼滤波基础 154
B.1 基础理论 154
B.2 离散卡尔曼滤波使用要点 155
参考文献 158
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