飞行器惯导系统与动力学模型耦合

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绪论：惯性导航与飞行动力学耦合概述

耦合背景、研究意义与基本框架

常用坐标系定义与转换

地心地固、导航、机体坐标系

刚体运动学基础：姿态、角速度与四元数

姿态描述与四元数运算

运动学四元数

捷联惯导系统（SINS）基本原理与误差方程

SINS 核心原理及误差传播

飞行器六自由度（6-DOF）动力学模型

六自由度刚体动力学方程

气动力与力矩建模基础

气动系数、力矩导数

气动力建模

发动机推力模型与重力模型

推力特性、重力场模型

惯导系统姿态更新算法（等效旋转矢量法）

旋转矢量、圆锥补偿

姿态旋转矢量

惯导系统速度与位置更新算法

速度/位置积分、划桨效应

动力学模型中的状态变量与微分方程

状态向量、动力学微分方程组

状态微分方程

耦合模型：惯导输出如何驱动动力学方程

惯导数据作为动力学输入

耦合模型：动力学状态如何反馈修正惯导

动力学反馈、误差修正

数值积分方法在耦合模型中的应用

欧拉法、龙格-库塔法

仿真时间步长选择与稳定性分析

步长影响、数值稳定性

步长稳定性

传感器模型：陀螺仪与加速度计的误差特性

漂移、噪声、标度因数

传感器模型：GPS/气压计等辅助传感器建模

GPS、气压计、磁力计

组合导航中的松耦合与紧耦合架构

松耦合、紧耦合对比

组合导航架构

卡尔曼滤波在耦合系统中的应用基础

线性卡尔曼滤波、状态估计

卡尔曼估计

扩展卡尔曼滤波（EKF）处理非线性耦合

EKF 线性化、雅可比

无迹卡尔曼滤波（UKF）与粒子滤波简介

UKF、粒子滤波、采样

UKF粒子滤波

耦合系统的可观测性分析

可观测性矩阵、条件

可观测性分析

典型飞行场景仿真：平飞、爬升、转弯

平飞、爬升、协调转弯

典型飞行场景仿真：机动飞行与失速

机动动作、失速特性

仿真结果分析：轨迹、姿态、速度误差

误差分析、性能评估

半实物仿真（HIL）中的耦合模型实现

HIL 架构、实时接口

耦合模型的实时性优化策略

代码优化、降阶、并行

案例：某型无人机惯导/动力学联合仿真

无人机案例、联合仿真

案例无人机

案例：高动态飞行器（导弹）的耦合问题

导弹、高动态耦合

耦合模型的验证与确认（V&V）方法

V&V 流程、测试方法

前沿趋势：基于深度学习的惯导/动力学耦合

深度学习、端到端耦合