Fondamenti dei sistemi di navigazione inerziale e di ausilio alla navigazione

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Titolo originale:

Fundamentals of Inertial Navigation Systems and Aiding

Contenuto del libro:

L'obiettivo di questo libro è fornire un'introduzione avanzata all'elaborazione dei dati inerziali (determinazione dell'assetto, della velocità e della posizione), insieme alle architetture di progettazione e agli algoritmi utilizzati per aiutare il sistema di navigazione inerziale (INS). L'attenzione è rivolta ai sensori e ai sistemi di fascia alta utilizzati nelle applicazioni aerospaziali (noti come "navigation grade" o "nav grade").

L'argomento dei sistemi di navigazione inerziale e di come aiutarli (ridurre la loro deriva di errore intrinseca) è complesso e multidisciplinare. Sono coinvolte la matematica e la fisica, l'ingegneria elettrica, meccanica e del software. Questo libro è stato scritto come introduzione per gli studenti e per coloro che si avvicinano a questo campo. Nel libro vengono trattati argomenti specialistici come le matrici di rotazione, i quaternioni e i processi stocastici rilevanti. Ci si aspetta che il lettore abbia una conoscenza di base dei vettori, delle matrici e della moltiplicazione matriciale, nonché del calcolo differenziale e integrale di primo livello.

Le basi dell'aggiornamento della posizione/velocità/attitudine inerziale sono presentate in primo luogo rispetto a un quadro di riferimento inerzialmente fisso concettualmente semplice, prima di trattare l'impatto della terra sferoidale rotante. Allo stesso modo, i concetti chiave del filtro di Kalman sono presentati per la prima volta nel contesto di un filtro scalare. Gli aspetti importanti della covarianza dell'errore di previsione e delle equazioni di guadagno di Kalman sono quindi trattati in modo intuitivo prima che vengano descritte le formulazioni matriciali complete. Alla fine del libro, viene fornita una trattazione approfondita delle moderne architetture di aiuto-INS.