现代科学技术概论提纲
第二章
1. 现代物理学包括狭义相对论、广义相对论、量子力学与基本粒子理论。
2. 两朵乌云：第一朵是黑体辐射问题；第二朵是关于光速的迈克耳逊-莫雷实验。
3. 牛顿力学把绝对空间做匀速直线运动的参照系称为“惯性系”。
4. 爱因斯坦采取的态度是：先确定宇宙中相互联系的基本过程——光速，这是一个宇宙常数，然后定义异地时间。
5. 时间间隔与空间距离的相对性：两事件的时间间隔相对性、空间距离的相对性。
6. 广义相对性原理：惯性系与非惯性系不可区分。
7. 等效原理：引力质量与惯性质量无法区分。
8. 英国物理学家汤姆逊把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一，一方面是由于这个理论的立论基础如此简单与完美，另一方面是因为它引起了人类思想的全面变革。
9. 霍金与广义相对论：他被认为当代最重要的广义相对论专家和宇宙论家，被称为在世的最伟大的科学家。
10. 霍金代表作《时间简史》
11. 黑洞面积：随时间增加，面积不变
12. 相对论的意义（论述）
13. 如果说迈克耳逊-莫雷实践等引起的光速之谜导致了相对论的提出，那么，关于黑体辐射的“紫外灾难”则导致了量子力学的创建
14. 所谓“绝对黑体”指的是百分之百吸收照射到其上的物体
15. 绝对黑体内高于某一频率的无限多的驻波，其能量总和将必然是无限的！这就是著名的“紫外灾难”
16. 老三论：世界系统结构的科学（解释名词）
信息概念与信息论
“可能性空间”与控制论
整体性与系统论
17. 申农的“最小努力量原理”——人们总是力图用最小的力量来完成既定事件
18. 传播信息的通道称为信道。某一信道1秒内能够通过的信息量（比特）是信道的传播速率，称比特率
19. 用信息论的观点来分析事物、理解事物和改造事物的方法，称为“信息方法”
20. 控制论的最基本的思想要素是“可能性空间”。维纳—“可能性空间”
21. 负反馈（课本71页图）
导航工程技术专业学习教程惯性导航原理与技术
一、引言
导航工程技术是现代航空航天、海洋、地理测绘等领域的关键学科，而惯性导航作为导航系统中的一种重要技术，具有独特的优势和广泛的应用。本篇文章将介绍惯性导航的原理和技术，以帮助导航工程技术专业学习者更好地理解和掌握这一领域的知识。
二、惯性导航的基本原理
惯性导航是利用惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，简称IMU）获取目标位置和姿态信息的一种导航方式。其基本原理如下：
1. 加速度计测量：通过加速度计测量目标在各个坐标轴上的加速度，并将其积分得到速度和位移信息。
2. 陀螺仪测量：通过陀螺仪测量目标在各个坐标轴上的角速度，并将其积分得到角度信息。
3. 初始对准：在系统启动时，需要进行初始对准以校准导航系统，通常可通过星上、地上或惯性测量参考来实现。
4. 融合算法：通过将加速度计和陀螺仪的测量结果进行融合，可以获得更准确的导航结果。常用的融合算法有卡尔曼滤波、粒子滤波等。
三、惯性导航系统的组成
惯性导航系统通常由以下几个主要组成部分构成： 1. 加速度计：用于测量目标在各个坐标轴方向上的线性加速度。
2. 陀螺仪：用于测量目标在各个坐标轴方向上的角速度。
3. 初始对准装置：用于在系统启动时进行初始对准，从而校准导航系统。
4. 数据处理单元：用于将加速度计和陀螺仪的测量结果进行处理和融合，得到准确的导航信息。
5. 外部辅助装置：如全球定位系统（GPS）、地磁传感器等，用于提供外部参考信息，提高导航的准确性和稳定性。
四、惯性导航的应用领域
惯性导航技术在航空航天、海洋、地理测绘等领域具有广泛的应用。以下是几个应用领域的例子：
1. 航空航天：飞机、导弹等飞行器需要准确的导航信息来实现飞行控制和导航引导。
2. 海洋：船舶、潜艇等需要准确的导航信息来进行航行、定位和目标搜索等任务。
3. 地理测绘：通过搭载惯性导航系统的无人机进行航测，可以获取高精度的地理数据。
1 微加速度传感器的测试技术 学号:07060441X29 姓名： 摘要：微型加速度传感器是一种重要的惯性传感器，是惯性组合测量系统的基础元件之一。由于航空航天，各种机器人、工业自动控制、汽车以及玩具、武器装备等领域的迅速发展，对微型加速度传感器提出了多维、集成化等需求。而硅微加速度传感器是MEMS器件中的一个重要分支，具有十分广阔的应用前景。由于硅微加速度传感器具有响应快、灵敏度高、精度高、易于小型化等优点，而且该种传感器在强辐射作用下能正常工作，使其近年来发展迅速。本文围绕硅微加速度传感器的结构与工作原理进行了比较系统的研究，重点讨论了硅微加速度传感器的测试。 正文：21 世纪是人类全面进入信息化的时代，随着人类探知领域和空间的拓展，使得人们需要获得的电子信息种类日益增加，需要信息传递的速度加快，信息处理能力增强，因此要求与此相对应的信息采集技术——传感技术必须跟上信息化发展的需要。它是人类探知自然界信息的触觉，为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据。作为现代信息技术的三大核心技术之一的传感技术，将是二十一世纪世界各国在高新技术发展方面争夺的一个重要领域。 微机电系统（MEMS）是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域，它涉及电子、微机械、材料、制造、信息与控制、物理和生物等多种学科领域，其研究成果在国民经济和国防安全中有广泛的应用前景。目前MEMS 产品中研制最多、应用最广的是硅微机械传感器。其中硅微加速度传感器在汽车、工艺控制、航空航天、武器装备上是用得最多的MEMS 传感器之一。且来自集成电路工艺的技术发展使得低成本、大批量地生产MEMS 传感器成为可能。传感器向微型化发展的趋势，微传感器接口电路的微型化和与传感器集成，是微型加速度传感器研究的热点之一。微型加速度传感器是一种十分重要的力学敏感传感器，是微型惯性测量组合系统（MIMU）的重要基础元件。人们很早就开始了对加速度传感器结构和制造技术的研究。近年来MEMS 技术的发展，使得基于MEMS 技术的微加速度传感器在结构和工艺上具有传统的加速度传感器无法比拟的诸多优点，正逐步取代传统的加速度传感器。硅微加速度传感器的一种典型结构如图1.1 所示，梁的一端固定在边框架上，另一端悬挂一个质量块。无加速度时质量块不运动，输出为零；而当有垂直方向加速度时，质量块运动，经C/V 转换，放大解调输出与加速度信号有关的电压信号。应用于微加速度传感器的敏感机理很多，目前有文献报道的主要有压阻式、电容式、温敏式（热对流式）、真空微电子式、隧道式、热电耦式、光波导式、谐振式等形式，其中最主要的是压阻式和电容式两种形式。
惯性导航系统的发展及应用
绪论
惯性导航是一门重要的学科技术，它是飞机、船舶、火箭等载体能顺利完成导航和控制任务的关键性技术之一。1942年德国在V-2火箭上首次应用了惯性导航原理；1954年纯惯性导航系统在飞机上试飞成功。30余年来，惯性导航技术获得迅速发展。在我国惯性导航技术已在航空、航天、航海和陆地车辆的导航和定位中得到应用。1970年以来，我过多次发射的人造地球卫星和火箭都采用了本国研制的惯性导航系统。不仅如此，70多年以来，这门科学技术还在大地测量、海洋勘测、石油钻井、航空测量和摄影等国民经济领域里获得成功应用。
惯性导航简介
惯性导航（Inertial Navigation）是20 世纪中期发展起来的完自主式的导航技术。通过惯性测量组件（IMU）测量载体相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动推算载体的瞬时速度和位置信息，具有不依赖外界信息、不向外界辐射能量、不受干扰、隐蔽性好的特点，且惯导系统能连续地提供载体的全部导航、制导参数（位置、线速度、角速度、姿态角）。惯性导航技术，包括平台式惯导系统和捷联惯导系统。平台式惯性导航系统将陀螺通过平台稳定回路控制平台跟踪导航坐标系在惯性空间的角速度。捷联惯性导航系统利用相对导航坐标系角速度计算姿态矩阵，把雷体坐标系轴向加速度信息转换到导航坐标系轴向并进行导航计算。惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪,又称惯性导航组合。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的三个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。计算机根据测得的加速度信号计算出飞行器的速度和位置数据。控制显示器显示各种导航参数。
陀螺仪
陀螺仪是惯性系统的主要元件。陀螺仪通常是指安装在万向支架中高速旋转的转子，转子同时可绕垂直于自转轴的一根轴或两根轴进动，前者称单自由度陀螺仪，后者称二自由度陀螺仪。陀螺仪具有定轴性和进动性，利用这些特性制成了敏感角速度的速率陀螺和敏感角偏差的位置陀螺。由于光学、MEMS 等技术被引入于陀螺仪的研制，现在习惯上把能够完成陀螺功能的装置统称为陀螺。陀螺仪种类多种多样，按陀螺转子主轴所具有的进动自由度数目可分为二自由度陀螺仪和单自由度陀螺仪；按支承系统可分为滚珠轴承支承陀螺，液浮、气浮与磁浮陀螺，挠性陀螺（动力调谐式挠性陀螺仪），静电陀螺；按物理原理分为利用高速旋转体物理特性工作的转子式陀螺，和利用其他物理原理工作的半球谐振陀螺、微机械陀螺、环形激光陀螺和光纤陀螺等。
