这是本专栏的第0个文章！本文我将写点自己的想法，讨论短时间惯性导航在业余探空火箭中的应用，并给出阅读本专栏的所需知识。
首先，20世纪最伟大的魔法师，学园都市的缔造者，银之星，启示录之兽，我的妻子，亚雷斯塔·克劳利镇楼！
其次，我和 辰星梦人 正在做一个探空火箭项目，这个项目中，他主要负责发动机，我主要负责航电。由于一些原因，我们的项目推迟了……不过肯定会在年内搞定的。这个探空火箭参数不会很出众，它会当做一个测试平台使用。这个惯性导航系统将在其上测试。
再次，我想声明的是，本专栏仅是开发记录，现在已经开发出第0代，差强人意，但是没经过实验，而且我们也想进一步迭代，所以更新不会很快……不过放心，一定会长期更新。这个项目完全开源，因为我们也希望它能够被更多人使用，这样我们能获得数据进一步改进，不过以后可能会低价出售开源的飞控。
最后，我想说下，做惯导是我高中就开始的想法，当时我甚至不知道何为惯性导航，就是觉得可以靠一个传感器完全不依赖外界测得火箭的位置。当时不出意料失败了。后面才慢慢学习了解了惯性导航，发现是个大坑……现在能搞出来个廉价的惯导，我还是挺开心的。不过各位放心，这个系列前期一直使用官方mpl库，不会有太难的数学或者算法。后期的话再说吧。
这里1.0而不是0.0，是因为这是第一代惯导，第0代已经开发成功，不过有局限性所以不放上来了。
好了，接下来我们讨论下短时间惯性导航在业余探空火箭中的应用价值吧。
惯性导航，是什么呢？定义的话大家都能搜到，我就说说自己的理解。惯性导航是利用加速度和角速度数据（为了稳定，也常会融合磁场数据），在已知初始姿态，速度，位置的条件下，通过对每一段微小的时间，获取微元的姿态、速度、位置变化，并积分，以得到当前的姿态、速度、位置的导航方式。这就像解物理题，只不过不是人来解，而是计算机。
惯性导航拥有了独特的优缺点。
优点是，在已知路径中每点重力加速度和磁感应强度的条件下，他不依赖于外界。这对于军事、航天等领域非常重要，对业余探空火箭来说也不例外。对于业余探空火箭，航电必然要求包含导航系统。无线电遥测等方式对业余爱好者来说太困难了，卫星定位系统又存在高速锁定问题，视觉定位对探空火箭来说不现实，气压定高又会受到复杂的流体力学效应影响且无法获得水平位移。而且几乎所有其他的导航方式都无法像惯性导航那样获取箭体姿态。
缺点是，惯性导航的算法必然包含着积分过程（程序实现上一般为求和），这会导致误差的快速积累。惯性导航的误差模型是包含时间三次方项的，这注定了惯性导航的误差会快速累积。而且，对于业余探空火箭，成本的限制让我们不能使用高精度惯性器件，这进一步加重了这个问题。
然而，业余探空火箭基本只需要在上升段运用导航，即便按照飞跃卡门线计算，也只需要143秒，这是相当短的时间。在短时间内，惯性导航的误差累积是可以接受的。（误差模型我一会儿会发别人的文章链接，有点难，但是近期用不上）
所以这里我们确定一下以后判断导航系统能不能用的标准——两分钟内的误差。对大多数业余探空火箭，这是绰绰有余的了。
不过需要强调一点，惯性导航系统不是航电，不是飞控，它只是其中一个板块，肯定要搭配不同导航系统使用。
所以我们可以得出结论了，惯性导航系统在业余探空火箭的航电开发中有重要价值，可以作为可选的项目。
这里再说下目前的状况。由于大家普遍使用mpu6050/mpu9250等等低成本惯性器件，不校准并使用一些算法的话，漂移量是很大的，一般都只是用于获取姿态，而且偏航角还不准。目前我们开发的第零代可以做到获取相对准确的姿态，和短时间内的相对准确的高度。偏航角的问题我们暂时也没解决，这也导致了水平方向位移不准确，目前怀疑是硬件问题，也正在迭代。以后我们会直接开始记录第一代的开发。
接下来说下需要的基础知识。由于我也不知道以后会用多少，这里先把最基础的写上，以后要用再说。
1.高数和线代，不用多说了。不用多好，会基本的微积分运算，矩阵运算，二次型就行。
2.stm32。这个我要说下，我们选择stm32f103rct6单片机。不选择arduino的原因一是个人不熟悉，二是stm32的相关例程更多，三是直接用标准库或者hal的话，可以操作非常底层的代码，这对这个项目有好处。而用这个型号是因为他flash足够大，本程序大概64KB多一点，stm32f103c8t6肯定不够用了，这个型号单片机flash256KB。而且，开发板也只要20元。正点原子用的是stm32f407，但是太贵了。若以往只用过arduino，推荐看b站江协科技的课程。本项目使用标准库，和该课程一致。
3.惯性导航的理论，这个对本程序不重要，完全可以不用看，但是好奇的话可以看《惯性导航》这本书，前排提示，难！不过短期内最多出现其中三个公式，一二是姿态矩阵的欧拉角和四元数表示方式，三是速度更新算法。
不过呢，如果没有最后自己二次开发的需求的话，以上知识都不是必要的，我会在必要的时候讲清楚，不过有这个知识背景那还是看起来轻松很多的
OK下集预告。mpl库的移植。DMP是mpu6050/9250系列自动带硬件解算系统，但是没有磁力矫正，偏航角有漂移，mpl库就是基于DMP融合各传感器数据的库。mpl库是商业闭源的，核心代码我们接触不到，但是目前我们调用就行。先把mpl移植到stm32上，然后先不读姿态，因为在此之前（下下集）我们先要手动校准一波。（mpl自带的校准太简陋了，只有减零偏，而且实测没用）
补充一点，目前计划低成本短时间惯性导航系统1.0将在第9篇开发完毕。我尽快更新。