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第1章 绪论1

1.1惯导测试设备综述3

1.1.1惯导测试设备的发展现状3

1.1.2对惯导测试设备的要求4

1.1.3惯导测试设备的分类6

1.1.4国内外惯导测试设备的差距14

1.2惯导测试设备的检测仪器及检测方法15

1.2.1检测仪器15

1.2.2检测方法16

1.3惯性仪表试验方法综述17

1.3.1惯性仪表各种试验发展状况19

1.3.2测试技术的差距与发展趋势22

1.3.3测试技术发展的必要性23

1.3.4对惯性仪表测试技术的建议23

1.4本书内容结构24

参考文献25

第2章 基本知识26

2.1向量运算的基本知识26

2.2姿态矩阵的定义及基本性质28

2.3小角度变换矩阵的性质35

2.4齐次变换矩阵的性质37

2.4.1姿态矩阵与位姿矩阵37

2.4.2旋转和平移的综合变换阵38

2.4.3 H变换的有序性40

2.4.4 H变换的相对性41

2.4.5 H变换的单向耦合性41

2.4.6小角度及平移变换的无序性42

2.4.7小角度旋转变换与小平移变换的解耦性44

2.4.8小角度旋转与小平移变换的相加性44

2.5周期函数的傅里叶级数45

2.6本章小结46

参考文献46

第3章 轴系回转误差的测试方法及应用47

3.1有关回转误差的术语47

3.2自准直仪-平面反射镜测试倾角回转误差51

3.3轴系回转误差测试数据中的一次谐波55

3.3.1一次谐振的机理分析55

3.3.2一次谐振的分离57

3.3.3一次谐振的测试实例59

3.4水平仪法测试竖直轴系的倾角回转误差63

3.4.1水平仪测量竖直轴系铅垂度的工作原理63

3.4.2水平仪测量倾角回转误差的四种数据处理方法67

3.4.3用水平仪和自准直仪测试回转误差方法的比较73

3.5径向、轴向回转误差的测试方法74

3.5.1标准球测量轴系的径向回转误差74

3.5.2轴向回转误差的测试方法76

3.6回转误差在球度检测补偿中的应用77

3.6.1气浮球的调心80

3.6.2球度的测试及误差分离82

3.7回转误差对精密离心机比力输入的影响分析85

3.7.1回转中心误差与回转轴心误差的计算86

3.7.2主轴一次谐波运动对离心机工作半径的影响87

3.7.3主轴回转误差的测试88

3.7.4回转误差对向心加速度的影响90

3.7.5倾角回转误差对重力加速度输入的影响91

3.8本章小结95

参考文献95

第4章 垂直度和平行度的测试技术96

4.1线和面的引出96

4.2打表法测量轴线垂直度98

4.3水平仪引出竖直轴线与平板法线100

4.3.1水平仪测试双轴转台的轴线垂直度100

4.3.2非整周旋转轴系竖直轴线铅垂度的测试与调整原理101

4.3.3平板对水平面的平行度102

4.3.4卧式双轴转台的轴线垂直度测试104

4.4水平仪测试卧式三轴转台的垂直度105

4.4.1中环轴轴线与外环轴轴线垂直度检测106

4.4.2内环轴轴线与中环轴轴线垂直度检测107

4.5水平仪测试立式三轴转台的垂直度108

4.6两竖直回转轴线的平行度测试112

4.7平面反射镜翻转法测量轴线的垂直度116

4.8平动导轨垂直度检测121

4.8.1水平平动导轨水平度测试方法122

4.8.2竖直导轨铅垂度测试方法124

4.8.3两水平导轨垂直度的测试125

4.8.4导轨垂直度的测试误差分析127

4.9本章小结128

参考文献129

第5章 相交度的测试技术130

5.1相交度的定义130

5.1.1双轴转台的轴线相交度130

5.1.2三轴转台的轴线相交度131

5.1.3圆弧导轨的轴线相交度131

5.2打表法测试轴线相交度132

5.2.1中环轴轴线与外环轴轴线的相交度测试133

5.2.2内环轴与中环轴、内环轴与外环轴轴线相交度测试133

5.3十字靶标法测试轴线相交度136

5.4心轴法测试三轴转台的轴线相交度141

5.5两十字靶标测试小型三轴转台的轴线相交度142

5.5.1测试系统及相应坐标系142

5.5.2相交度测试原理144

5.5.3相交度测试实例146

5.6细丝法测试三轴转台的轴线相交度147

5.6.1中环轴有通孔时相交度测试147

5.6.2中环轴无通孔时相交度测试151

5.7圆弧导轨相交度测试方法153

5.8本章小结157

参考文献157

第6章 角位置误差的检定技术158

6.1角度的计量单位158

6.2分度误差的表示方法159

6.2.1刻线误差159

6.2.2间隔误差160

6.2.3间隔累积误差161

6.3圆分度检定器件162

6.3.1正多面棱体162

6.3.2多齿分度台163

6.3.3自准直仪164

6.4圆分度及其检定165

6.5角位置误差检定的递推算法171

6.6部分组合序列的选定问题173

6.6.1素数面棱体检定的序列组合问题173

6.6.2合数面棱体检定的序列组合问题175

6.7用棱体检定角位置误差时符号的确定178

6.8角位置误差的重复性183

6.9本章小结184

参考文献185

第7章 测角系统的机电误差分离技术186

7.1圆感应同步器测角系统的机电误差分离技术186

7.1.1圆感应同步器测角系统的组成187

7.1.2测角误差的检测方法187

7.1.3测角系统的主要误差源189

7.1.4机械误差与电气误差的分离方法191

7.1.5误差信号的正交性与一次分离技术194

7.1.6机电误差的完整模型与误差分离技术197

7.1.7非整周旋转的感应同步器测角系统的误差分离技术199

7.2圆光栅测角系统的机电误差分离技术203

7.2.1位姿误差矩阵的推导203

7.2.2误差机理分析205

7.2.3算例验证207

7.3直尺光栅用于大直径的测角系统209

7.4本章小结211

参考文献211

第8章 角速率的测试方法213

8.1角速率误差对离心机向心加速度的影响213

8.2角速率精度与角速率平稳性214

8.2.1测试方法214

8.2.2误差分析216

8.3角速率重复性检测217

8.4角速率分辨力217

8.5角速率对称性219

8.6波形失真度219

8.7最大转速和最大角加速度220

8.8角速率漂移率221

8.9转速上升时间和下降时间221

8.10本章小结221

参考文献222

第9章 测试设备的位姿对准技术223

9.1重力加速度矢量和地球自转角速度矢量的确定223

9.2双轴位置转台的方位对准224

9.2.1棱镜、平面反射镜对北法224

9.2.2直接对北法225

9.2.3基点、平面反射镜对北法225

9.3三轴转台的姿态对准226

9.3.1立式三轴转台的姿态对准227

9.3.2卧式三轴转台的姿态对准228

9.4导引头仿真转台的对准229

9.5雷达仿真转台的对准235

9.5.1初始位姿对准误差的测试方法与位姿对准方案236

9.5.2位姿对准方案的实际应用验证242

9.6五轴转台的位姿对准244

9.6.1测试系统简介245

9.6.2三轴转台与双轴转台的位置对准245

9.6.3两偏航轴的姿态对准249

9.7本章小结251

参考文献251

第10章 惯性器件在单轴转台上的试验技术252

10.1惯性器件的基本技术指标与误差模型252

10.1.1惯性器件的基本技术指标252

10.1.2惯性器件常用的误差模型253

10.2单加速度计重力场测试技术255

10.2.1重力场下等比力法旋转测试256

10.2.2重力场等角位置测试257

10.2.3测试误差分析258

10.3正交双加速度计重力场测试技术260

10.3.1正交双表误差模型系数的测试系统260

10.3.2加速度计误差的标定模型261

10.3.3角位置误差对标定精度的影响262

10.3.4正交双表的标度因子算法262

10.3.5正交双表两种安装位置的角误差分离技术264

10.3.6加速度计误差模型系数的辨识与误差分析266

10.4陀螺仪测试技术271

10.4.1陀螺标度因子测试271

10.4.2与标度因子相关的参数测试274

10.5本章小结277

参考文献277

第11章 惯性器件在三轴转台上的试验技术278

11.1陀螺仪的极轴翻滚试验278

11.2陀螺仪的单轴速率、双轴位置滚转试验281

11.3陀螺仪的单轴位置、双轴速率滚转试验283

11.4陀螺仪的三轴速率试验287

11.5基于三轴转台误差分析的惯性组合标定方法291

11.5.1惯性组合标定模型的建立291

11.5.2标定方案设计295

11.5.3仿真分析299

11.6本章小结302

参考文献302

第12章 惯性仪表在精密离心机上的测试方法303

12.1精密离心机的主要误差源303

12.2惯性仪表的输入量的计算310

12.2.1方位轴位置状态下的比力计算310

12.2.2反转平台同步反转的比力计算312

12.2.3方位轴位置状态下的角速率计算315

12.2.4反转平台轴同步反转的角速率计算315

12.3加速度计高阶误差模型系数的标定315

12.3.1加速度计的误差模型315

12.3.2加速度计的安装316

12.3.3加速度计的误差模型的12位置标定法317

12.3.4 12位置标定法的综合329

12.4振动整流法辨识加速度计非线性误差模型系数330

12.5本章小结333

参考文献333

第13章 惯性仪表在线振动台上的测试方法335

13.1线振动台的误差及测试335

13.1.1寄生位移的测试方法335

13.1.2台面与运动直线的垂直度337

13.1.3振动加速度稳定度338

13.2 PIGA在线振动台上的测试方法341

13.2.1线振动台振动整周期标定方法341

13.2.2 PIGA进动整周期标定方法345

13.3本章小结350

参考文献350

索引352