地磁导航理论与实践 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

《地磁导航理论与实践》主要根据作者多年来的研究成果和国内外地磁导航技术领域的*进展撰写而成。《地磁导航理论与实践》系统、深入地阐述了地磁导航理论及实践的各项相关内容，主要包括地磁导航的发展背景及其关键技术、地磁基准图的构建、磁矢量传感器的误差标定及补偿、载体磁场分析、载体磁场标定及补偿、地磁导航算法，并以航空飞行器为例，对各种算法进行了仿真验证。

 第1章绪论

1.1地磁导航的军事需求

1.2地磁导航的国内外研究现状

1.2.1地磁场理论及地磁图构建技术的研究现状

1.2.2载体磁场标定与补偿技术的研究现状

1.2.3地磁导航技术的研究现状总结和发展趋势展望

1.3本章小结

第2章航空飞行器的运动学分析

2.1引言

2.2地磁导航中的常用坐标系

2.2.1常用坐标系

2.2.2坐标系间相互转换

2.3飞行器的运动学模型

2.3.1作用在飞行器上的力和力矩

2.3.2飞行器运动学方程

2.4飞行器典型的运动状态

2.4.1飞行器在铅垂面内运动

2.4.2飞行器在水平面内运动

2.5计算机仿真研究

2.6本章小结

第3章地磁图构建与地磁场仿真

3.1引言

3.2地磁场概述

3.2.1地磁场特性分析

3.2.2地磁场的描述

3.3地磁场模型

3.3.1国际地磁参考场

3.3.2区域地磁场模型

3.4基于空间插值理论的局域地磁图构建

3.4.1空间插值方法概述

3.4.2基于克里金空间插值的局域地磁图构建

3.4.3空间插值方法的优劣性评估

3.5地磁图的构建与地磁场计算机仿真

3.5.1全球地磁场的构建与仿真

3.5.2基于实测数据的局域地磁图构建与仿真

3.5.3飞行轨迹的地磁场向量仿真

3.6本章小结

第4章地磁场测量

4.1引言

4.2地磁测量传感器

4.2.1磁通门磁力仪

4.2.2质子旋进磁力仪

4.2.3光泵磁力仪

4.2.4超导磁力仪

4.2.5磁阻效应磁力仪

4.3地磁场测量方式

4.3.1地面磁测

4.3.2航空磁测

4.3.3海洋磁测

4.3.4卫星磁测

4.4本章小结

第5章捷联式三轴磁传感器建模与标定

5.1引言

5.2三轴磁传感器的数学模型分析

5.3制造误差建模与补偿

5.3.1单轴磁传感器误差

5.3.2三轴磁传感器轴间误差

5.3.3制造误差的数学模型

5.3.4制造误差参数标定与补偿

5.4安装误差

5.5姿态测量误差

5.6捷联式三轴磁传感器仿真研究

5.6.1三轴磁传感器制造误差仿真、标定及补偿

5.6.2捷联式三轴磁传感器误差仿真

5.7本章小结

第6章地磁测量中载体磁场分析与建模

6.1引言

6.2地磁场测量中载体磁场源分析

6，3载体磁场正演分析

6.3.1稳定磁场基本理论

6.3.2特殊形状的铁磁材料磁场

6.3.3磁偶极子模型磁场

6.3.4载流导线磁场

6.4载体磁场数学建模

6.4.1固定磁场

6.4.2感应磁场

6.4.3涡流磁场及其他干扰磁场

6.5载体磁场的仿真研究

6.5.1磁场正演分析

6.5.2载体磁场计算机仿真

6.6本章小结

第7章载体磁场标定及自动磁补偿

7.1引言

7.2捷联式三轴磁传感器量测数据分析

7.2.1理想捷联式三轴磁传感器的量测数据分析

7.2.2载体磁场对量测数据的影响

7.2.3捷联式三轴磁传感器的量测数据分析

7.3基于椭圆拟合的二维载体磁场标定及自补偿技术研究

7.3.1基于椭圆约束的小二乘法理论

7.3.2数值稳定的带椭圆约束的小二乘算法

7.3.3水平状态下二维误差标定及自动磁补偿

7.4基于椭球拟合的三维载体磁场标定及自补偿技术研究

7.4.1基于椭球约束的小二乘法

7.4.2姿态机动下三维误差标定及自动磁补偿

7.5载体磁场标定及自动磁补偿方法仿真研究

7.5.1计算机仿真研究

7.5.2半物理仿真研究

7.6本章小结

第8章地磁匹配导航算法研究

8.1引言

8.2地磁导航的匹配量

8.3地磁导航匹配区域选择

8.3.1传统指标

8.3.2地磁熵及地磁方向熵

8.3.3飞行器地磁匹配时路线选择准则

8.4地磁匹配算法研究

8.4.1匹配算法数学描述

8.4.2地磁匹配范围的确定

8.4.3机动飞行地磁匹配

8.4.4基于旋转变换的地磁匹配

8.5算法仿真及结果分析

8.5.1典型匹配算法的仿真试验及结果分析

8.5.2基于旋转变换的地磁匹配方法仿真试验

8.6本章小结

第9章总结与展望

9.1地磁导航关键技术总结

9.2地磁导航展望

参考文献                                                               

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（3）矩谐模型、球谐模型及球冠谐模型都满足地磁场位势理论，具有统一的地磁模型，表示地磁场在三维空间的分布，各地磁要素均可以由该地磁模型推导得出。缺点是计算复杂，且通过拟合滤掉了一些区域地磁场的细节信息，等值面变化比较平缓。这几种模型可以用于近地空间载体在不同高度运动时的导航，但定位精度较低。

（4）曲面样条函数方法是一种插值方法，可以较为准确地反映地磁细节信息，因此曲面样条函数模型可以较准确地表现小范围地磁场的二维空间分布。采用该方法可将随机分布的测点网格化，获得较高分辨率的地磁基准图。而多项式方法、矩谐分析方法和冠谐分析方法均属于拟合方法，滤掉了一些区域地磁场中异常场的细节信息，不满足高精度地磁导航的需求。

（5）曲面样条函数模型和多项式模型均属于二维地磁模型，仅适用于地表的车辆导航、海洋的船舶导航以及在固定高度运动的载体的导航定位。若要用于不同高度载体的导航，需要对二维地磁模型进行上下延拓，而且这两种模型均不满足地磁场位势理论，需要对三个独立的地磁要素分别进行数学建模，而没有统一的地磁模型。

3.4基于空间插值理论的局域地磁图构建

全球地磁图和区域地磁图仅能反映该区域地磁的整体变化趋势，而忽略了局部地区的地磁异常细节信息，因此其精度较低，不适用于高精度的地磁导航。为了适应高精度地磁导航的需求，必须及时准确地构建和更新关注地区的局部地磁图。地磁图的构建方法主要有地磁模型法和空间插值法两种。 

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