慣性導(dǎo)航是牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律在現(xiàn)代導(dǎo)航領(lǐng)域的一項(xiàng)重要應(yīng)用。慣性導(dǎo)航分別利用加速度計(jì)和陀螺測(cè)量載體的線運(yùn)動(dòng)參數(shù)（加速度）和角運(yùn)動(dòng)參數(shù)（角速度或角加速度），在已知載體初始條件（初始時(shí)刻位置、速度等）的基礎(chǔ)上進(jìn)行推算，從而得到后續(xù)時(shí)刻的位置、速度、姿態(tài)等信息。
　　一直以來(lái)，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)）使用陀螺敏感地球自轉(zhuǎn)角速度和測(cè)量載體的角運(yùn)動(dòng)參數(shù)，使用加速度計(jì)測(cè)量載體的線運(yùn)動(dòng)參數(shù)。從剛體運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)規(guī)律來(lái)講，剛體存在角運(yùn)動(dòng)時(shí)，剛體上的質(zhì)點(diǎn)也必然存在線運(yùn)動(dòng)，這就是剛體上的質(zhì)點(diǎn)到剛體轉(zhuǎn)動(dòng)中心的桿臂效應(yīng)。也就是說(shuō)，利用桿臂效應(yīng)，可以通過(guò)敏感質(zhì)點(diǎn)線運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如加速度）測(cè)量載體的角運(yùn)動(dòng)參數(shù)（角速度或角加速度）�；�于這一認(rèn)識(shí)，1967年，科研人員提出利用加速度計(jì)設(shè)計(jì)無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（Gyro-free Inertial Navigation System，GFINS）（簡(jiǎn)稱無(wú)陀螺慣導(dǎo)）。早期加速度計(jì)的性能較低，通過(guò)桿臂效應(yīng)測(cè)量載體角運(yùn)動(dòng)參數(shù)難以滿足慣性導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，無(wú)陀螺慣導(dǎo)的研制難以實(shí)現(xiàn)。進(jìn)入21世紀(jì)，陀螺和加速度計(jì)的制造技術(shù)、工藝都取得巨大的進(jìn)步，加速度計(jì)的性能也得到了顯著提高，主流加速度計(jì)的分辨力達(dá)到了l0-6g。相比陀螺，加速度計(jì)具備性能可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、體積小、成本低廉的更大優(yōu)勢(shì)。因此，無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航技術(shù)研究重新受到科研人員的重視。
　　本書(shū)旨在介紹實(shí)現(xiàn)無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航必須解決的一些關(guān)鍵技術(shù)。其中：第1章介紹無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀；第2章介紹無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理，主要是利用加速度計(jì)通過(guò)桿臂效應(yīng)測(cè)量剛體角運(yùn)動(dòng)參數(shù)的原理和方法、典型的加速度計(jì)配置方案，也介紹了課題組研制的無(wú)陀螺慣性測(cè)量試驗(yàn)裝置（Gyro-free Inertial Measurement Unit.GFIMU）；第3章介紹無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行自主初始對(duì)準(zhǔn)和借助外部信息輔助初始對(duì)準(zhǔn)的技術(shù)方法；第4章介紹無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)解算技術(shù)，主要介紹基于四元數(shù)法設(shè)計(jì)姿態(tài)解算算法的流程和注意事項(xiàng)；第5章對(duì)無(wú)陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要慣性元件加速度計(jì)的噪聲特性分析和降噪技術(shù)進(jìn)行比較研究，推導(dǎo)了非標(biāo)準(zhǔn)觀測(cè)噪聲條件下的卡爾曼濾波基本方程；第6章分析了加速度計(jì)安裝誤差對(duì)導(dǎo)航參數(shù)解算的影響，提出了一種簡(jiǎn)化快捷的加速度計(jì)安裝誤差校準(zhǔn)方法；第7章介紹無(wú)陀螺慣導(dǎo)與GPS進(jìn)行組合導(dǎo)航的方法，包括EKF、UKF和PF等非線性濾波方法。