本書將論述重點集中於導航算法上,並力圖將多種導航手段相應的算法融彙在同一個體繫架構中。在編寫風格上，一方面注重推導及表達的嚴謹性和清晰性，另一方面注重工程實用性。從整體上看，本書的繫統性、專業性、理論性和實用性較強，可供研究院所及高等院校中從事導航算法研發的科研、設計人員參考。

●目錄第1章導航繫統通用知識11.1運動學11.1.1伽利略變換與洛倫茲變換11.1.2笛卡兒坐標與齊次坐標的變換41.1.3矢量在不同坐標繫下觀測的導數的關繫51.1.4矢量在不同坐標繫下觀測的誤差的關繫61.1.5矢量在不同坐標繫下投影的積分的關繫81.1.6速度合成定理91.1.7加速度合成定理101.1.8杆臂效應111.1.9弧坐標下的點運動131.1.10距離變化率151.1.11波的相速度及群速度161.1.12多普勒效應191.2導航繫統常用坐標繫231.2.1坐標繫定義231.2.2坐標繫間的常用導航參數轉換291.3地球模型311.3.1基本常數311.3.2基本幾何參數321.3.3曲率矩陣361.3.4重力模型401.4時間繫統431.4.1時間繫統的基本概念431.4.2世界時繫統431.4.3原子時繫統461.4.4導航衛星時間繫統471.4.5坐標時繫統501.5姿態算法511.5.1姿態參數511.5.2姿態參數的誤差特性681.5.3姿態參數的規範化處理781.5.4姿態參數微分方程821.5.5姿態參數微分方程的數值解法901.5.6雙矢量定姿算法及其誤差931.5.7多矢量定姿算法及其誤差951.6導航誤差參數1001.6.1姿態誤差參數1001.6.2位置誤差參數1041.6.3速度誤差參數1081.6.4時鐘誤差1091.6.5重力誤差1101.6.6導航參數的修正112第2章慣性導航1142.1捷聯慣性導航方程1142.1.1姿態微分方程1142.1.2速度微分方程1162.1.3位置的確定1172.2捷聯慣性導航數值積分算法1232.2.1姿態更新算法1232.2.2速度更新算法1282.2.3位置更新算法1352.3捷聯慣性導航誤差方程1412.3.1慣性導航誤差參數1412.3.2導航誤差微分方程1472.3.3導航誤差微分方程的線性化表示1512.4初始對準1612.4.1解析粗對準算法1612.4.2慣性繫粗對準算法1642.5慣性傳感器模型1722.5.1確定性誤差1722.5.2誤差補償算法1872.5.3隨機誤差1932.5.4分立級慣組標定算法200第3章衛星導航2063.1GNSS定位與定速2063.1.1衛星導航定位解算和授時基本原理2063.1.2偽距定位算法2073.1.3偽距率定速算法2103.2GNSS衛星軌道的計算2123.2.1衛星軌道根數2123.2.2GPS衛星星歷參數2143.2.3北鬥衛星星歷參數2153.2.4GPS衛星軌道計算方法2153.2.5北鬥衛星軌道計算方法2203.3GNSS偽距和偽距率的修正2223.3.1衛星時鐘校正2253.3.2電離層延遲改正2283.3.3對流層延遲改正233第4章視覺導航2374.1相機模型2374.1.1相關幾何光學基礎2374.1.2針孔相機模型2434.1.3針孔相機的投影與反投影2504.2雙視圖三維重構2544.2.1射影等價與射影重構2544.2.2雙視圖匹配約束2564.2.3三角法2634.3相機自標定2644.3.1由射影變換建立的約束條件2654.3.2由射影變換及相機投影建立的絕對對偶二次曲面約束條件2664.3.3由無窮遠平面誘導的單應矩陣建立的約束條件2684.3.4Kruppa方程269第5章光學瞄準2725.1基於矩陣光學的反射稜鏡成像分析2725.1.1術語2725.1.2坐標繫定義2745.1.3反射稜鏡成像的特點2745.1.4反射稜鏡的成像作用矩陣2745.1.5反射稜鏡基本參數的確定2765.1.6反射稜鏡成像作用矩陣的性質及幾何意義2775.1.7反射稜鏡成像作用矩陣的圖解求法2775.2矩陣光學在光學瞄準中的應用2785.2.1坐標繫定義2785.2.2術語2805.2.3直角稜鏡（DⅡ-180°）的成像作用矩陣2805.2.4理想準直情況下的瞄準方位補償2825.2.5有失準角情況下的瞄準方位補償283第6章組合導航2866.1卡爾曼濾波2866.1.1狀態和量測的選取——直接濾波法與間接濾波法2866.1.2連續時間線性隨機繫統的離散化2886.1.3離散型卡爾曼濾波2896.1.4SageHusa自適應濾波3106.1.5卡爾曼濾波算法的驗證3136.2軌跡發生器3146.2.1軌跡發生流程3156.2.2運動學軌跡的輸入計算3166.2.3運動學軌跡的輸出計算3266.2.4航路點軌跡的輸出計算3326.2.5軌跡發生器的驗證3326.2.6導航參數逆推導航傳感器輸出332附錄A常數336附錄B數學相關知識337B.1初等數學337B.1.1橢圓337B.1.2部分分式展開337B.2矢量與矩陣338B.2.1矢量乘法338B.2.2矩陣基本恆等式340B.2.3矩陣的分解340B.2.4由無窮冪級數定義的方陣函數342B.2.5矩陣的Kronecker乘積、向量化處理(vec操作符)及交換矩陣343B.2.6矩陣微分344B.2.7特殊矩陣347B.2.8矢量的坐標變換349B數355B.3數乘法及其性質355B.3數的共軛、模和逆及其性質358B.3數的指數表示358B.4射影幾何359B.4.1三維射影空間359B.4.2射影平面（二維射影空間）365B.4.3射影變換群及其子群368B.5常用插值函數372B.5.1拉格朗日插值函數372B.5.2分段三次Hermite插值函數372B.6概率、隨機變量與隨機過程373B.6.1概率373B.6.2隨機變量375B.6.3隨機過程379B.7很優化383B.7.1通用非線性很優化383B.7.2非線性最小二乘389B.7.3線性方程組（線性最小二乘擬合）391B.7.4非線性方程組394B.8非線性函數誤差方程的線性化396B.9拉普拉斯變換與z變換397附錄C符號表404附錄D數學標記表406附錄E術語表408參考文獻411

本書介紹了航天工程實踐中廣泛應用的以慣性傳感器為基礎，融合其它多種導航傳感器的導航算法。工程應用中導航傳感器的種類繁多，各類傳感器對應的算法有相通之處，也有獨特之處，且在導航繫統內，常將多種傳感器組合使用，根據上述特點，為更清晰的論述導航繫統中不同類型的算法，本書由三個層次的內容構成。第一層次是導航算法涉及的基礎知識，介紹了作為各類導航算法推衍基礎的運動學、時空基準、姿態算法、導航誤差分析以及相關的數學知識。第二層次針對導航繫統中常用的幾類傳感器分別介紹其專門的數學模型及處理算法，如慣性導航、無線電導航、視覺導航、光學瞄準等。第三層次介紹將上述各類傳感器輸出進行融合處理的組合導航算法以及用於導航繫統仿真分析的軌跡生成算法。