| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 注释表 | 第10-11页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 捷联惯性导航的发展概况 | 第12-13页 |
| 1.2.2 MEMS传感器的发展概况 | 第13页 |
| 1.2.3 航姿系统的发展概况 | 第13-15页 |
| 1.3 本文主要研究工作及结构安排 | 第15-17页 |
| 第2章 微型航姿参考系统基本理论 | 第17-27页 |
| 2.1 几种常用坐标系 | 第17-19页 |
| 2.2 载体的姿态表示 | 第19-20页 |
| 2.3 载体的姿态矩阵与坐标变换 | 第20-22页 |
| 2.4 惯导系统的基本方程 | 第22-24页 |
| 2.5 载体的姿态方程 | 第24页 |
| 2.6 捷联式惯导系统原理 | 第24-26页 |
| 2.7 本章小结 | 第26-27页 |
| 第3章 微型航姿参考系统硬件平台设计 | 第27-48页 |
| 3.1 概述 | 第27页 |
| 3.2 微型航姿参考系统的总体设计方案 | 第27-28页 |
| 3.3 MEMS传感器的工作原理和性能指标 | 第28-33页 |
| 3.3.1 陀螺仪 | 第28-30页 |
| 3.3.2 加速度计 | 第30-32页 |
| 3.3.3 磁力计 | 第32页 |
| 3.3.4 气压计 | 第32-33页 |
| 3.4 系统硬件的选型和性能介绍 | 第33-37页 |
| 3.4.1 中央处理器 | 第33-34页 |
| 3.4.2 MEMS惯性传感器 | 第34-35页 |
| 3.4.3 其他传感器芯片 | 第35-37页 |
| 3.5 微航姿系统的硬件实现 | 第37-47页 |
| 3.5.1 系统模块原理图设计 | 第38-43页 |
| 3.5.2 系统模块PCB优化设计 | 第43-44页 |
| 3.5.3 系统抗干扰能力及可靠性设计 | 第44页 |
| 3.5.4 系统硬件调试流程 | 第44-45页 |
| 3.5.5 系统功耗测试 | 第45-46页 |
| 3.5.6 微航姿参考系统样机 | 第46-47页 |
| 3.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第4章 航姿系统姿态解算算法研究 | 第48-69页 |
| 4.1 姿态矩阵更新算法 | 第48-51页 |
| 4.1.1 欧拉角法解算姿态角 | 第48-49页 |
| 4.1.2 方向余弦法解算姿态角 | 第49-50页 |
| 4.1.3 四元数法解算姿态角 | 第50-51页 |
| 4.2 姿态解算算法选择 | 第51-52页 |
| 4.3 卡尔曼融合算法 | 第52-58页 |
| 4.3.1 卡尔曼滤波理论 | 第52-53页 |
| 4.3.2 经典卡尔曼融合算法 | 第53-55页 |
| 4.3.3 扩展卡尔曼融合算法 | 第55-56页 |
| 4.3.4 Unscented卡尔曼融合算法 | 第56-58页 |
| 4.3.5 融合算法选择 | 第58页 |
| 4.4 微型航姿参考系统初对准算法设计 | 第58-68页 |
| 4.4.1 加速度测量姿态 | 第58-59页 |
| 4.4.2 磁力计测量航向 | 第59-61页 |
| 4.4.3 陀螺仪定姿算法 | 第61-62页 |
| 4.4.4 基于自适应扩展卡尔曼滤波四元数的姿态融合算法 | 第62-64页 |
| 4.4.5 算法中修正因子的确定 | 第64-66页 |
| 4.4.6 微型航姿系统姿态解算算法实现 | 第66-67页 |
| 4.4.7 姿态解算算法验证 | 第67-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第5章 航姿系统的软件实现以及性能评价 | 第69-85页 |
| 5.1 航姿系统的底层软件的实现 | 第69-73页 |
| 5.1.1 嵌入式软件设计流程 | 第70页 |
| 5.1.2 嵌入式软件具体设计 | 第70-72页 |
| 5.1.3 底层程序实现的重难点 | 第72-73页 |
| 5.2 在线校准上位机软件 | 第73-74页 |
| 5.3 通信协议的数据解析 | 第74-75页 |
| 5.4 航姿系统性能测试 | 第75-83页 |
| 5.4.1 实验测试平台 | 第75-76页 |
| 5.4.2 系统静态实验 | 第76-78页 |
| 5.4.3 系统定点转停实验 | 第78-80页 |
| 5.4.4 摇摆运动测试 | 第80-82页 |
| 5.4.5 复合运动测试 | 第82-83页 |
| 5.5 性能对比 | 第83-84页 |
| 5.6 本章小结 | 第84-85页 |
| 第6章 总结与展望 | 第85-87页 |
| 6.1 本文工作总结 | 第85-86页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-91页 |
| 致谢 | 第91-92页 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 | 第92页 |