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旨在介紹實現無陀螺慣性導航必須解決的一些關鍵技術。其中：第1章介紹無陀螺慣性導航技術的發展歷程和現狀；第2章介紹無陀螺慣性導航系統的基本原理，主要是利用加速度計通過“杆臂效應”測量剛體角運動參數的原理和方法、典型的加速度計配置方案，也介紹了課題組研製的無陀螺慣性測量試驗裝置；第3章介紹無陀螺慣性導航系統進行自主初始對準和借助外部資訊輔助初始對準的技術方法；第4章介紹無陀螺慣性導航系統的姿態解算技術，主要介紹基於四元數法設計姿態解算演算法的流程和注意事項；第5章對無陀螺慣性導航系統的主要慣性元件加速度計的雜訊特性分析和降噪技術進行比較研究，推導了非標準觀測雜訊條件下的卡爾曼濾波基本方程；第6章分析了加速度計安裝誤差對導航參數解算的影響，提出了一種簡化快捷的加速度計安裝誤差校準方法；第7章介紹無陀螺慣導與GPS進行組合導航的方法，包括EKF、UKF和PF等非線性濾波方法。
第1章 概述
1.1 慣性導航
1.2 無陀螺慣性導航
1.3 本書內容簡介
第2章 無陀螺慣性導航原理
2.1 加速度計工作原理
2.2 剛體運動模型
2.3 載體角速度解算
2.3.1 角加速度的解算
2.3.2 角速度平方的解算
2.3.3 角速度交叉乘積項的解算
2.3.4 其他組合方式的角速度解算
2.4 加速度計配置方案
2.4.1 經典6加速度計配置方案
2.4.2 典型的9加速度計配置方案
2.4.3 一種12加速度計的配置方案
2.5 GFIMU試驗裝置
第3章 無陀螺慣導初始對準
3.1 自主式初始對準
3.1.1 捷聯慣導對準原理應用於無陀螺慣導的可行性分析
3.1.2 單軸旋轉的自主式對準方法
3.1.3 初始對準精度分析
3.1.4 模擬
3.2 外部資訊輔助無陀螺慣導初始對準
3.2.1 外部資訊輔助初始對準模型
3.2.2 模擬
第4章 無陀螺慣導姿態解算
4.1 方向余弦法
4.2 歐拉角法
4.3 四元數法
4.3.1 旋轉向量與四元數
4.3.2 四元數與方向余弦矩陣
4.4 基於四元數的姿態解算演算法
4.4.1 姿態解算演算法設計
4.4.2 旋轉向量求解
4.4.3 最新四元數單位化
4.4.4 姿態角解算
4.4.5 劃槳效應補償
4.5 姿態解算精度分析
4.5.1 圓錐效應
4.5.2 四元數解算誤差
4.6 試驗
第5章 加速度計雜訊特性分析與降噪方法
5.1 加速度計雜訊特性分析及處理
5.1.1 加速度計雜訊的直觀分析
5.1.2 基於Allan方差的加速度計雜訊分析
5.2 改進的自我調整卡爾曼濾波降噪
5.2.1 基於新息的雜訊自我調整估計
5.2.2 滑動估計窗口寬度的優化
5.3 基於小波卡爾曼濾波降噪
