導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制微系統(tǒng)技術(shù)（GNC）

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 微系統(tǒng)技術(shù)概述 2
1.1.1 微系統(tǒng)概念的提出 2
1.1.2 微系統(tǒng)技術(shù)的內(nèi)涵 3
1.1.3 微系統(tǒng)的主要分類 4
1.1.4 微系統(tǒng)的主要特點 7
1.1.5 微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展前景 7
1.2 微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展歷程 8
1.2.1 美國微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況 8
1.2.2 歐洲微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況 10
1.2.3 日本微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況 11
1.2.4 我國微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況 12
1.3 微系統(tǒng)典型應(yīng)用現(xiàn)狀 14
1.3.1 航空航天領(lǐng)域 14
1.3.2 軍事裝備領(lǐng)域 16
1.3.3 其他典型領(lǐng)域 17
1.4 導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制微系統(tǒng) 20
1.4.1 導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)概述 20
1.4.2 微系統(tǒng)技術(shù)與GNC技術(shù)的關(guān)系 20
1.4.3 GNC微系統(tǒng)的基本特征 22
1.4.4 GNC微系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 23
1.4.5 典型GNC微系統(tǒng)技術(shù)概述 25
1.4.6 GNC微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展前景 28
參考文獻 29
第2章 GNC微系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計技術(shù) 33
2.1 概述 34
2.1.1 微系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 34
2.1.2 GNC微系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 37
2.1.3 典型GNC微系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計 38
2.2 GNC微系統(tǒng)通用架構(gòu)設(shè)計 47
2.2.1 通用架構(gòu)總體設(shè)計 48
2.2.2 硬件架構(gòu)設(shè)計 49
2.2.3 軟件架構(gòu)設(shè)計 53
2.2.4 即插即用設(shè)計 60
2.2.5 多場耦合性能設(shè)計 65
2.3 GNC微處理器技術(shù) 68
2.3.1 微處理器概述 68
2.3.2 微處理器分類 69
2.3.3 微處理器架構(gòu) 70
2.3.4 GNC微處理器應(yīng)用設(shè)計 71
2.3.5 GNC微處理器軟件優(yōu)化設(shè)計 74
2.3.6 GNC微處理器軟件優(yōu)化實例 75
參考文獻 76
第3章 GNC微系統(tǒng)工藝技術(shù) 79
3.1 概述 80
3.2 微系統(tǒng)工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 80
3.2.1 2D集成封裝技術(shù) 81
3.2.2 2.5D集成封裝技術(shù) 82
3.2.3 3D集成封裝技術(shù) 84
3.3 微系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù) 95
3.3.1 微凸點技術(shù) 95
3.3.2 重布線技術(shù) 97
3.3.3 硅通孔技術(shù) 99
3.3.4 無源器件集成技術(shù) 103
3.3.5 芯粒技術(shù) 106
3.3.6 光電子集成技術(shù) 109
3.4 晶圓級封裝關(guān)鍵技術(shù) 112
3.4.1 圓片級芯片規(guī)模封裝技術(shù) 112
3.4.2 GNC微系統(tǒng)核心器件晶圓級封裝技術(shù) 116
3.5 GNC微系統(tǒng)三維熱管理技術(shù) 120
3.5.1 微流道技術(shù) 120
3.5.2 微熱管技術(shù) 123
3.5.3 微型熱電制冷技術(shù) 125
3.5.4 高熱導(dǎo)率導(dǎo)熱薄膜技術(shù) 127
3.6 GNC微系統(tǒng)工藝技術(shù)發(fā)展趨勢 129
3.6.1 MEMS慣性器件的平面化技術(shù) 129
3.6.2 微感知與微執(zhí)行器件的先進集成技術(shù) 131
3.6.3 GNC微系統(tǒng)的3D集成技術(shù) 134
參考文獻 135
第4章 GNC微系統(tǒng)典型器件技術(shù) 139
4.1 概述 140
4.2 微感知器件技術(shù) 140
4.2.1 衛(wèi)星導(dǎo)航芯片 140
4.2.2 微型磁強計 142
4.2.3 MEMS氣壓計 145
4.2.4 紅外焦平面探測器 148
4.2.5 MEMS激光雷達 150
4.2.6 微波光子雷達 153
4.2.7 微型星敏感器 156
4.3 微執(zhí)行器件技術(shù) 160
4.3.1 微型舵機 160
4.3.2 微型電機 163
4.3.3 微型推進器 165
4.4 其他典型微器件技術(shù) 171
4.4.1 芯片級原子鐘 171
4.4.2 微型數(shù)據(jù)鏈芯片 176
參考文獻 182
第5章 MEMS慣性器件技術(shù) 185
5.1 概述 186
5.1.1 MEMS陀螺儀的基本原理及分類 186
5.1.2 MEMS陀螺儀國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 187
5.1.3 MEMS加速度計的基本原理及分類 189
5.1.4 MEMS加速度計國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 190
5.1.5 MEMS慣性器件的發(fā)展趨勢 194
5.2 MEMS陀螺儀的典型結(jié)構(gòu)方案 195
5.2.1 線振動式MEMS陀螺儀 195
5.2.2 角振動式MEMS陀螺儀 196
5.2.3 振動環(huán)式或固體波動式MEMS陀螺儀 196
5.3 MEMS陀螺儀敏感結(jié)構(gòu)設(shè)計 198
5.3.1 MEMS陀螺儀動力學(xué)方程 198
5.3.2 MEMS陀螺儀檢測軸結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 200
5.3.3 敏感結(jié)構(gòu)彈性梁及工作模態(tài)設(shè)計 201
5.3.4 敏感結(jié)構(gòu)電容極板設(shè)計 202
5.4 MEMS陀螺儀檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計 203
5.4.1 微小電容檢測電路 203
5.4.2 MEMS陀螺儀驅(qū)動控制回路 204
5.4.3 MEMS陀螺儀開環(huán)相敏檢測回路 205
5.4.4 MEMS陀螺儀閉環(huán)檢測回路 207
5.4.5 陀螺儀控制電路的集成 208
5.5 MEMS加速度計的典型結(jié)構(gòu)方案 209
5.5.1 “三明治”式MEMS加速度計 209
5.5.2 扭擺式MEMS加速度計 210
5.5.3 梳齒式MEMS加速度計 212
5.5.4 硅諧振式MEMS加速度計 213
5.6 電容式MEMS加速度計設(shè)計 214
5.6.1 電容式MEMS加速度計動力學(xué)方程 214
5.6.2 “三明治”式MEMS加速度計敏感結(jié)構(gòu)設(shè)計 215
5.6.3 電容式MEMS加速度計開環(huán)檢測系統(tǒng) 218
5.6.4 電容式MEMS加速度計閉環(huán)靜電反饋系統(tǒng) 220
5.7 多軸MEMS慣性器件 223
5.7.1 單片三軸MEMS陀螺儀 223
5.7.2 單片三軸MEMS加速度計 229
5.7.3 單片六軸慣性測量單元技術(shù) 235
參考文獻 242
第6章 GNC微系統(tǒng)信息融合與控制技術(shù) 245
6.1 概述 246
6.2 GNC微系統(tǒng)多傳感器時空對準技術(shù) 246
6.2.1 空間對準技術(shù)與桿臂誤差 247
6.2.2 時間對準技術(shù)與不同步誤差 250
6.3 GNC微系統(tǒng)信息融合設(shè)計 252
6.3.1 總體設(shè)計 252
6.3.2 信息融合核心模塊設(shè)計 252
6.3.3 信息融合優(yōu)化設(shè)計 263
6.3.4 信息融合設(shè)計要點 268
6.4 GNC微系統(tǒng)控制設(shè)計 269
6.4.1 機載GNC微系統(tǒng)控制設(shè)計 269
6.4.2 星載GNC微系統(tǒng)控制設(shè)計 277
6.4.3 彈載GNC微系統(tǒng)控制設(shè)計 283
6.5 GNC微系統(tǒng)信息融合分析與驗證 294
6.5.1 軌跡發(fā)生器設(shè)計 294
6.5.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)生成 297
6.5.3 信息融合仿真分析 300
6.5.4 信息融合實測驗證 304
參考文獻 308
第7章 GNC微系統(tǒng)誤差分析與測試技術(shù) 311
7.1 概述 312
7.2 GNC微系統(tǒng)導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制誤差分析 313
7.2.1 GNC微系統(tǒng)導(dǎo)航誤差 313
7.2.2 GNC微系統(tǒng)制導(dǎo)誤差 315
7.2.3 GNC微系統(tǒng)控制誤差 317
7.3 GNC微系統(tǒng)典型器件誤差分析 318
7.3.1 GNSS導(dǎo)航模塊誤差 318
7.3.2 MEMS慣性器件誤差 323
7.4 GNC微系統(tǒng)典型工藝誤差分析 328
7.4.1 TSV結(jié)構(gòu) 329
7.4.2 微凸點結(jié)構(gòu) 336
7.5 GNC微系統(tǒng)的典型環(huán)境誤差分析 337
7.5.1 GNC微系統(tǒng)熱學(xué)環(huán)境誤差 337
7.5.2 GNC微系統(tǒng)力學(xué)環(huán)境誤差 343
7.5.3 GNC微系統(tǒng)電磁環(huán)境誤差 346
7.6 GNC微系統(tǒng)測試技術(shù) 347
7.6.1 GNC微系統(tǒng)典型器件測試技術(shù) 348
7.6.2 GNC微系統(tǒng)三維集成測試技術(shù) 358
7.6.3 GNC微系統(tǒng)一體化測試技術(shù) 361
7.7 典型GNC微系統(tǒng)半實物仿真與實際測試 364
7.7.1 半實物仿真試驗 366
7.7.2 跑車試驗 368
7.7.3 機載飛行試驗 373
參考文獻 377
第8章 GNC微系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù) 381
8.1 概述 382
8.2 GNC微系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及需求分析 383
8.2.1 GNC微系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀 383
8.2.2 GNC微系統(tǒng)需求分析 399
8.3 GNC微系統(tǒng)應(yīng)用的總體架構(gòu)設(shè)計 403
8.4 GNC微系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù) 405
8.4.1 路徑規(guī)劃應(yīng)用技術(shù) 405
8.4.2 數(shù)據(jù)鏈微傳輸技術(shù) 409
8.4.3 集群時敏協(xié)同技術(shù) 410
參考文獻 411
第9章 GNC微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢 415
9.1 GNC微系統(tǒng)發(fā)展面臨的技術(shù)挑戰(zhàn) 416
9.2 GNC微系統(tǒng)發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ) 421
9.3 GNC微系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢 423
9.3.1 國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線演變 424
9.3.2 我國未來GNC微系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢 425
參考文獻 432
附錄 435