海洋導航與定位技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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趙建虎，張紅梅，吳永亭，王愛學 著

圖書標籤:

• 海洋導航
• 定位技術
• 船舶導航
• 海圖
• GPS
• 北鬥
• 慣性導航
• AIS
• 電子海圖
• 海洋工程

齣版社： 武漢大學齣版社

ISBN：9787307194762

版次：1

商品編碼：12207853

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-09-01

用紙：膠版紙

頁數：289

字數：442000

內容簡介

本書首先簡要地闡述海洋導航與定位的定義以及發展曆史和現狀；然後介紹地球形狀及導航要素、導航坐標係及其相互轉換、地圖投影、地球上的時間和日期、運動載體的狀態參數和導航常用的參數量綱等導航定位基礎知識；再介紹導航定位的基本原理、導航定位技術及其特點、導航定位精度以及航跡規劃；本書還介紹綫性係統及各種估計和濾波方法。重點介紹瞭適用於海洋導航與定位的慣性導航、衛星導航與定位、水下聲學導航與定位、水下重力/磁力/地形/地貌匹配導航與定位，以及幾種比較經典的組閤導航係統的組成、工作原理及數據處理理論和方法，對部分導航與定位技術還附加瞭應用實例。

作者簡介

趙建虎，1970，武漢大學教授，博導。主要從事海洋測繪方麵教學和研究工作，近年來先後承擔國傢重大專項、國傢863、國傢支撐計劃、國傢自然科學基金、海洋127項目多項；發錶EI/SCI論文近百篇，齣版專著3部。

前言/序言

《星際測繪與深空導航：超越地平綫的坐標》 內容簡介 本書深入探討瞭在地球引力場範圍之外，廣闊無垠的宇宙空間中實現精確測繪、姿態確定與軌道機動的理論基礎、關鍵技術與工程實踐。隨著人類探索的觸角不斷延伸至月球、火星乃至更遙遠的太陽係邊緣，對“航位推算”和“定位精度”的要求已遠遠超齣瞭傳統海洋導航的範疇。本書旨在為深空任務規劃者、衛星係統工程師以及對天體動力學和空間信息科學感興趣的研究人員，提供一個全麵且深入的知識體係。 第一部分：宇宙坐標係與時間基準的建立 在深空導航中，首要的挑戰是如何統一描述和跟蹤數億公裏之外的航天器位置。本書詳盡闡述瞭天文參考係（ICRF）的構建原理，重點解析瞭國際天體測量學聯閤體（IAU）如何通過射電乾涉測量（VLBI）技術，將地球坐標係錨定於遙遠類星體，從而實現對空間目標位置的絕對參考。 接著，我們詳細剖析瞭太陽係質心坐標係（SSCB）與太陽係內曆錶（SPICE）的生成過程。這包括對太陽係主要天體（行星、大型衛星、小行星）的精細軌道模型（如JPL的DE係列曆錶）的建模方法，以及如何利用牛頓-拉格朗日微擾理論，修正開普勒軌道，以滿足高精度探測任務的需求。 時間同步是深空測量的核心。本書區分並詳細比較瞭世界協調時（UTC）、原子時（TAI）、地球動力學時（TDB）和捷星時（TCB）之間的轉換機製與相對誤差。特彆強調瞭在跨越光速延遲的通信中，如何利用廣義相對論效應校正時間差，確保地麵測控站與航天器之間的時間同步精度達到皮秒級彆。 第二部分：遠距離空間測距與定位技術 本書的核心章節聚焦於遠距離測距技術。傳統的甚長基綫乾涉測量（VLBI）在深空探測中的應用被提升到極緻。我們詳細介紹瞭雙嚮（Two-way）和單嚮（One-way）測距原理，以及如何在高信噪比環境下，從接收到的信號中提取齣精確的載波相位和時延信息。 針對深空探測器的獨特需求，本書對激光測距（SLR）在特定任務（如月球軌道器或近地小行星探測）中的應用進行瞭深入探討。這包括激光脈衝的産生、大氣摺射修正、以及如何通過激光迴波的脈衝形狀分析來提高距離測定的精度。 此外，我們引入瞭先進的多普勒測速技術。分析瞭如何通過精確測量航天器下行信號的頻率漂移，推導齣其相對於地麵的徑嚮速度。書中結閤瞭具體的任務案例，展示瞭如何利用多普勒殘差數據，結閤軌道動力學模型，對航天器的軌道參數進行迭代優化，以實現軌道機動的後效評估。 第三部分：深空姿態確定與相對導航 在沒有大氣阻力和傳統導航浮標的太空中，航天器的姿態確定依賴於對外部參考源的觀測。本書詳盡闡述瞭星敏感器（Star Trackers）的工作原理，從圖像采集、星點識彆與匹配，到如何利用星圖數據庫解算航天器自身的姿態四元數。 對於近距離或編隊飛行任務，相對導航成為關鍵。我們詳細介紹瞭基於光學導航（OpNav）的方法，即利用機載相機對已知位置的行星、衛星或目標飛行器進行成像，並通過解析圖像中的特徵點，實時解算自身相對於目標的位置和速度。這部分內容包含瞭對相機畸變模型、目標特徵提取算法以及卡爾曼濾波在狀態估計中的應用的深入分析。 第四部分：軌道控製與機動優化 有效的軌道機動規劃是確保任務成功的基石。本書係統性地迴顧瞭牛頓法和伴隨法（Adjoint Method）在優化軌道轉移軌道設計中的應用。針對霍曼轉移、引力助推（Gravity Assist）等經典機動，本書提供瞭詳細的數值求解步驟和工程實現考量。 特彆地，本書關注瞭低推力長時間機動（Low-Thrust Trajectory Optimization）。討論瞭如何使用最優控製理論（如龐特裏亞金最大值原理）來設計高效率的電推力器工作方案，以在有限的燃料預算內達到目標軌道。書中還納入瞭行星際彈道學的最新進展，包括如何利用太陽帆的微小推力進行長期軌道維持。 第五部分：數據處理與未來展望 本書最後一部分討論瞭深空導航數據流的處理流程，包括地麵站網絡的協同工作、數據去噪技術，以及導航信息與飛行控製係統的集成。我們探討瞭如何利用自主導航（Autonomous Navigation）係統，減少對地麵測控的依賴，使得探測器能在信息延遲極高的情況下，自主完成關鍵的著陸或對接操作。 總結而言，《星際測繪與深空導航：超越地平綫的坐標》提供瞭一套完整的、跨學科的導航理論框架，旨在推動讀者從地球錶麵的限製性思維中解放齣來，理解和掌握在浩瀚宇宙中實現精準“定位”的復雜科學與工程藝術。

評分☆☆☆☆☆

《海洋導航與定位技術》這本書的深度和廣度，遠超我的預期。作為一個對海洋科技略有瞭解的讀者，我本以為能從中看到一些熟悉的知識，但這本書的內容實在太豐富瞭，很多章節都觸及到瞭我從未涉獵過的領域。例如，關於聲納和聲學定位的原理，書中用圖文並茂的方式詳細講解瞭聲波在水中的傳播特性，以及如何利用這些特性進行水下目標的探測和定位，這讓我對潛艇、水下機器人等裝備的“眼睛”有瞭全新的認識。另外，關於電子海圖顯示與信息係統（ECDIS）的介紹，更是讓我看到瞭未來航海的智能化趨勢，船員不再需要費力地解讀紙質海圖，而是能在屏幕上實時獲取豐富的航行信息，大大提高瞭航行效率和安全性。書中對於各種導航誤差源的分析也十分到位，從大氣摺射到設備本身的精度限製，都做瞭細緻的論述，這讓我明白，看似簡單的“定位”背後，隱藏著多少科學的研究和技術的挑戰。這本書絕對是海洋科技愛好者和從業者不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書《海洋導航與定位技術》的專業性很強，起初我有點擔心自己會看不懂。但作者的寫作風格非常獨特，他能夠將一些非常晦澀的技術概念，通過巧妙的比喻和生動的案例，轉化為易於理解的語言。我記得其中關於誤差補償的章節，作者用瞭一個非常形象的比喻來解釋“校準”的重要性，讓我一下子就抓住瞭核心。而且，書中對於不同定位技術的曆史演變也進行瞭梳理，從早期的羅盤、六分儀，到磁羅盤、陀螺羅盤，再到衛星導航，整個過程清晰明瞭，讓我看到瞭技術進步的脈絡。書中還探討瞭海洋環境中一些特殊的定位挑戰，比如在極地地區的導航難題，以及水下導航的獨特性，這些都極大地擴展瞭我的視野。我不得不說，這本書的知識密度很高，但信息組織非常有條理，讀起來並不覺得枯燥，反而充滿瞭探索的樂趣，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

《海洋導航與定位技術》這本書帶給我的，是一種全新的視角來審視海洋。我一直以為海洋就是一片廣闊的水域，但這本書讓我明白，它是一個充滿復雜係統和精妙技術的世界。書中關於海洋測繪和水深探測的章節，讓我驚嘆於人類如何能夠精確地繪製齣海底的地形，而這些信息對於航海安全至關重要。我特彆被書中關於動態定位係統的描述所吸引，它能夠讓船舶在海上精確地保持位置，而無需錨泊，這對於海上油田作業、海上風電安裝等工程具有革命性的意義。作者對這些技術的原理、應用場景以及未來發展趨勢都做瞭深入的剖析，讓我對海洋科技的未來充滿瞭期待。這本書不僅是一部技術手冊，更是一扇窗戶，讓我得以窺見那個常常被忽略，卻又與我們息息相關的海洋科技領域，讓我對海洋的理解從“一片水”升華到瞭“一個由技術構建的智慧空間”。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的文字中，我仿佛能感受到海風的鹹濕和海浪的拍打聲。這本書雖然名為《海洋導航與定位技術》，但它所講述的遠不止於技術本身，更是一種承載著曆史、文化和人類勇氣的敘事。我被其中關於海洋探險傢們如何依靠簡陋的工具探索未知海域的故事深深吸引，那些充滿傳奇色彩的航程，那些在極端環境下對方嚮的執著追求，都讓我動容。而隨著時代的發展，書中展現的現代導航技術，如慣性導航係統、視覺導航等，又是如此的精密和高效，它們如同智慧的眼睛，賦予瞭船舶在復雜海洋環境中安全航行的能力。我尤其欣賞書中對於各種技術優劣勢的客觀分析，以及它們在不同場景下的應用考量。閱讀這本書，就像是在穿越時空，從古老的航海時代一步步走嚮充滿科技感的未來，讓我對人類與海洋的關係有瞭更深刻的理解，也體會到瞭海洋科技發展背後所蘊含的人類智慧和不懈探索的精神。

評分☆☆☆☆☆

這本《海洋導航與定位技術》簡直是打開瞭我對海洋世界認識的新維度！我一直對深邃的藍色海洋充滿好奇，但總覺得它遙不可及，充滿瞭未知。這本書就像一位經驗豐富的領航員，用詳實而生動的筆觸，為我描繪瞭一幅幅壯麗的海上畫捲。從最基礎的航海原理，到如今先進的衛星導航係統，作者娓娓道來，將復雜的科技術語轉化成我能理解的語言。我特彆喜歡關於傳統天文導航的部分，想象著古人在浩瀚星空中尋找方嚮，那種智慧和毅力令人贊嘆。而當我讀到GPS、北鬥等現代定位技術如何精確地指引船隻穿越茫茫大海時，又深深感受到科技的力量。書中穿插的許多真實案例，比如某次重大搜救行動中定位技術發揮的關鍵作用，讓我覺得這些技術不再是枯燥的理論，而是與生命、與人類探索緊密相連。這本書不僅僅是關於技術，更是一種關於探索、關於連接、關於安全的故事，讓我對海洋的敬畏之情油然而生，也激發瞭我對海洋科學的濃厚興趣。