Fundamentos de los sistemas de navegación inercial y ayuda a la navegación

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Título original:

Fundamentals of Inertial Navigation Systems and Aiding

Contenido del libro:

El objetivo de este libro es ofrecer una introducción avanzada al procesamiento de datos inerciales (determinación de actitud, velocidad y posición) junto con las arquitecturas de diseño y los algoritmos utilizados para ayudar al sistema de navegación inercial (INS). Se hace hincapié en los sensores y sistemas de gama alta utilizados en aplicaciones aeroespaciales (conocidos como "grado de navegación" o "grado nav").

El tema de los sistemas de navegación inercial y cómo ayudarlos (reducir su deriva de error inherente) es complejo y multidisciplinar. En él intervienen las matemáticas y la física, así como la ingeniería eléctrica, mecánica y de software. Este libro se ha escrito para servir de introducción a los estudiantes y a quienes se inician en este campo. En él se tratan temas especializados como las matrices de rotación, los cuaterniones y los procesos estocásticos relevantes. Se espera que el lector tenga conocimientos básicos de vectores, matrices y multiplicación de matrices, así como de cálculo diferencial e integral de primer nivel.

En primer lugar, se presentan los fundamentos de la actualización de la posición/velocidad/actitud inercial con respecto a un marco de referencia inercialmente fijo conceptualmente sencillo, antes de abordar el impacto de la rotación esferoidal de la Tierra. Del mismo modo, los conceptos clave del filtro de Kalman se presentan por primera vez en el contexto de un filtro escalar. De este modo, los aspectos importantes de la covarianza del error de predicción y las ecuaciones de ganancia de Kalman se cubren en un sentido intuitivo antes de describir las formulaciones matriciales completas. Al final del libro, se ofrece un tratamiento exhaustivo de las arquitecturas modernas de inteligencia asistida.