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第1章 源远流长的惯性技术1

1.1 惯性技术的由来1

1.1.1 奇妙的惯性力1

1.1.2 从陀螺到惯性导航系统2

1.1.3 惯性技术的两条基准线3

1.2 惯性技术的历史足迹5

1.2.1 我国古代的导航技术5

1.2.2 从牛顿三大定律到北极冰下航行8

1.2.3 从平台式惯性导航系统到惯性组合导航9

1.3 惯性技术应用史上的重大历史事件10

1.3.1 第二次世界大战期间德国V-2导弹袭击英国10

1.3.2 1953年首次横贯美国大陆的纯惯性导航飞行12

1.3.3 1958年美国核潜艇北极冰下探险成功13

1.3.4 1969年“阿波罗11号”使人类首次登上月球14

1.3.5 1970年“阿波罗13号”脱险记16

1.3.6 1982年英阿马岛之战18

1.3.7 1991年海湾战争中“爱国者”大战“飞毛腿”19

1.3.8 1991年海湾战争拉开了高技术战争的序幕21

1.3.9 1993年韩国007民航机空难之谜23

1.3.10 美国宇航员五次维修“哈勃”太空望远镜上的陀螺仪26

1.3.11 1999年科索沃战争成为新武器试验场29

1.3.12 2001年阿富汗战争使无人机成为杀人武器31

1.3.13 2003年伊拉克战争拉开了信息化战争的序幕33

1.3.14 中国“神舟”系列宇宙飞船计划37

1.3.15 2011年“天宫一号”与“神舟八号”成功对接43

1.3.16 中国“嫦娥”探月工程54

1.3.17 中国“蛟龙号”载人潜水器61

1.4 惯性技术领域人物记66

1.4.1 牛顿66

1.4.2 傅科67

1.4.3 安休茨68

1.4.4 舒勒70

1.4.5 冯·布劳恩71

1.4.6 德雷珀73

1.4.7 钱学森74

1.4.8 林士谔75

1.4.9 陆元九76

1.4.10 丁衡高77

1.4.11 汪顺亭78

1.4.12 高伯龙79

1.4.13 冯培德79

1.4.14 包为民80

1.4.15 王巍81

第2章 惯性导航系统的“心脏”——陀螺仪和加速度计82

2.1 从惯性导航系统的原理看陀螺仪和加速度计的作用82

2.2 初识陀螺仪84

2.2.1 什么是陀螺仪84

2.2.2 陀螺技术的百年发展历史85

2.2.3 陀螺仪的分类及评价87

2.2.4 影响陀螺性能的最大“杀手”——陀螺漂移88

2.3 陀螺仪的工作原理与特性90

2.3.1 机械转子式陀螺仪的“怪脾气”——定轴性与进动性90

2.3.2 光学陀螺的工作原理——Sagnac效应92

2.3.3 振动陀螺的工作原理——哥氏效应93

2.4 陀螺仪“大阅兵”——主流陀螺仪简介94

2.4.1 框架陀螺仪94

2.4.2 液浮陀螺仪95

2.4.3 静电陀螺仪96

2.4.4 挠性／动力调谐陀螺仪97

2.4.5 环形激光陀螺仪98

2.4.6 干涉型光纤陀螺仪100

2.4.7 石英音叉式振动陀螺仪102

2.4.8 半球谐振陀螺仪103

2.4.9 微机械陀螺仪104

2.5 加速度计“大阅兵”106

2.5.1 比力与比力测量106

2.5.2 挠性加速度计109

2.5.3 液浮摆式加速度计110

2.5.4 振梁式加速度计111

2.5.5 摆式积分陀螺加速度计112

2.5.6 微机械加速度计113

2.5.7 其他类型加速度计115

2.6 陀螺仪与加速度计技术展望116

2.6.1 陀螺仪未来发展趋势117

2.6.2 加速度计未来发展趋势119

第3章 惯性导航是陀螺应用史上最光辉的一页122

3.1 什么是惯性导航122

3.2 各显其能的惯性导航系统123

3.2.1 陀螺罗经123

3.2.2 陀螺地平仪124

3.2.3 船用平台罗经127

3.2.4 平台式惯性导航系统128

3.2.5 捷联式惯性导航系统131

3.2.6 航向姿态基准系统132

3.2.7 惯性为基的组合导航系统133

3.2.8 惯性执行机构135

3.3 提高惯性导航系统精度的主要技术途径137

3.3.1 实时在线补偿技术137

3.3.2 自动补偿技术138

3.3.3 多传感器信息融合技术138

3.4 测试是保障惯性导航系统性能的关键138

3.4.1 提高导航系统综合性能的重要性138

3.4.2 测试是惯性器件及系统可靠使用的重要保证140

第4章 惯性技术在海陆空天应用中大显神威144

4.1 惯性技术是现代武器装备中的关键技术144

4.1.1 惯性技术可贵的军用特点144

4.1.2 惯性技术在战略武器系统中的突出作用与地位145

4.1.3 惯性导航系统是现代军用飞机的中心信息源155

4.1.4 惯性制导系统在战术导弹中的应用及发展159

4.1.5 惯性技术在水面舰艇及其武器装备中的应用167

4.1.6 地面战车和现代炮兵用惯性导航系统171

4.1.7 惯性技术使常规弹药变成了制导弹药176

4.1.8 惯性导航系统在未来信息化战争中仍不可替代179

4.2 惯性技术在经济建设中的贡献181

4.2.1 惯性技术在空间技术发展中发挥关键支撑作用181

4.2.2 机器人与惯性技术183

4.2.3 惯性技术在现代交通运输中大显身手184

4.2.4 在向地下及水下的进军中惯性技术功不可没189

4.2.5 摄影、摄像及测绘中的惯性稳定平台192

4.2.6 消费电子中的惯性技术194

4.2.7 医疗电子领域中的惯性技术196

4.2.8 室内导航中的惯性技术198

第5章 惯性技术的明天更灿烂200

5.1 发展新原理固态陀螺技术201

5.1.1 真正的芯片陀螺——集成光学陀螺202

5.1.2 光学MEMS传感器——MOEMS204

5.1.3 一种高精度惯性传感器——原子陀螺205

5.2 发展新的系统技术，拓展应用领域207

5.2.1 海洋地球物理场匹配辅助导航技术207

5.2.2 旋转捷联式惯性导航系统技术208

参考文献210