現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張光明 著

圖書標籤:

• 導航技術
• 飛行技術
• 現代導航
• 慣性導航
• 衛星導航
• 雷達導航
• 自動導航
• 航空教材
• 飛行專業
• 導航方法

齣版社： 西南交通大學齣版社

ISBN：9787564356514

版次：1

商品編碼：12239720

包裝：平裝

叢書名： 飛行技術專業係列教材

開本：16開

齣版時間：2017-08-01

用紙：膠版紙

頁數：220

字數：358000

正文語種：中文

內容簡介

　　現代導航技術與方法是現代民用航空器飛行員必須掌握的基本理論和基本技能。
　　《現代導航技術與方法》以衛星導航技術為核心、以飛行管理係統集成應用為齣發點，內容涵蓋瞭中國民航航綫運輸飛行員相關專業知識。
　　《現代導航技術與方法》中詳細介紹瞭優選定位係統、優選導航衛星係統、慣性導航係統、飛行管理係統、基於性能的導航等知識技術及應用要求，理論與實際相結閤，可供民航飛行技術專業本科生、載運工具運用工程碩士研究生使用，也可供相關專業學生和相關技術崗位工作人員參考。

內頁插圖

目錄

第1章 民用航空導航技術概論
1．1 導航技術定義
1．2 導航技術發展史
1．3 導航技術和導航係統分類
1．4 現代導航的特點
思考題

第2章 全球定位係統
2．1 概述
2．2 GPS坐標係統、時間係統和衛星星座
2．3 GPS係統組成
2．4 GPS衛星信號
2．5 GPS導航定位原理與接收機
2．6 GPS導航定位誤差
2．7 差分GPS技術
2．8 GPS現代化
思考題

第3章 全球導航衛星係統
3．1 概述
3．2 GLONASS係統
3．3 Galileo係統
3．4 BDS係統
3．5 GNSS導航性能
3．6 GNSS增強係統
思考題

第4章 慣性導航係統
4．1 概述
4．2 慣性導航基礎知識
4．4 平颱式慣導係統
4．5 捷聯式慣導係統
4．6 慣導係統的初始校準
4．7 慣導係統的誤差
4．8 組閤式慣導係統
思考題

第5章 飛行管理係統
5．1 概述
5．2 FMS基本組成及功能
5．3 FMS工作原理
5．4 8737NG飛行管理係統
5．5 A320係列飛行管理係統
思考題

第6章 基於性能的導航
6．1 概述
6．2 PBN實施計劃
6．3 基於性能的導航概念
6．4 機載性能監視和告警
6．5 RNAV導航規範
6．6 RNP導航規範
6．7 PBN程序設計
6．8 PBN實施過程及實例
思考題

第7章 航行新技術介紹
7．1 概述
7．2 廣播式自動相關監視
7．3 電子飛行包
7．4 平視顯示器
7．5 增強飛行視景係統
思考題

參考文獻

前言/序言

　　現代導航技術與方法是現代民用航空器飛行員必須掌握的基本理論、基本技能和方法。它涵蓋瞭現代導航技術、設備和係統的組成和基本原理、係統功能及性能、飛行應用、運行要求，以及飛行員使用方法、操作程序等。
　　隨著現代科技的快速發展，近年來在民用航空器裝備製造、民用航空飛行運行等領域，先後引入和使用瞭大量先進技術。伴隨衛星導航技術在民用航空的廣泛應用，民用航空導航係統和導航技術發生瞭革命性變革，，以衛星導航技術為核心的新技術全麵推廣應用，為國際民航界飛行運行安全等級不斷提高奠定瞭堅實的基礎。與此同時，數字化航空，特彆是以數據驅動民用航空飛行運行的時代已經到來，航空數據已成為現代飛行運行的重要基礎和支撐。為瞭充分發揮現代民用航空器的性能優勢，現代航空器飛行員必須不斷充實相關專業知識，不斷提高飛行操控技能。現代民用航空器飛行員，尤其是大中型民用運輸航空器飛行員，不僅是基本操縱人員，更是高級管理人員，在整個飛行運行過程中必須按程序正確操縱和管理，充分發揮航空器的性能，確保飛行運行安全，獲取更高的經濟效益和社會效益，充分體現民用航空安全、高效、便捷等特點。
　　現代大中型民用航空器的典型特徵之一，是加裝和使用瞭先進的、高度集成的飛行管理係統。飛行管理係統對來自各種機載傳感器的數字數據信息進行綜閤計算和判斷，並對自動飛行控製係統、推力係統及伺服器等發齣指令，實現對航空器的綜閤優化操控和管理。飛行員不僅僅是航空器飛行運行過程“人、機、環”中最重要的組成部分，也是機載飛行管理係統的直接參與者和指令官，還是飛行管理係統這一現代民用航空器“大腦”的“中樞”。
　　本書以衛星導航技術為核心、以飛行管理係統集成應用為齣發點，內容涵蓋瞭中國民航航綫運輸飛行員相關專業知識。書中詳細介紹瞭全球定位係統（GPS）、全球導航衛星係統（GNSS）、慣性導航係統（INS/IRS）、飛行管理係統（FMS）、基於性能的導航（PBN）等知識技術及應用要求，簡單介紹瞭自動相關監視（ADS-B）、電子飛行包（EFB）、平視顯示器（HUD）、增強飛行視景係統（EFVS）等知識技術及應用。在本書編寫過程中，牢牢把握現代導航理論與飛行運行實際相結閤、現代導航技術和方法與民航法規相結閤的基本原則。在理論的廣度、深度上，力爭做到適度；在概念、方法上力爭做到準確無誤。本書內容廣泛藉鑒和吸收瞭中國民航、國際民航組織以及歐美等民航發達國傢現代導航技術和方法的新理論、新方法、新成果，同時結閤作者在現代導航技術領域長期研究的成果，結閤民航飛行技術、空中交通管理、載運工具運用工程（碩士研究生）、交通工程（碩士研究生）等專業教學經驗，閤理選取內容、安排層次、闡述概念、介紹技術和方法，力求使讀者，尤其是飛行技術專業學生開闊視野，掌握現代導航基本技術、基本方法及應用特點，進一步提高航綫運輸飛行員在飛行運行過程中發現問題、分析問題、解決問題的能力。
　　全書共分7章，第1章介紹民用航空導航技術，第2章介紹全球定位係統（GPS），第3章介紹全球導航衛星係統（GNSS），第4章介紹慣性導航係統（INS/IRS），第5章介紹飛行管理係統（FMS），第6章介紹基於性能的導航（PBN），第7章介紹相關航行新技術。本書主要由張光明編著，第1章、第3章、第5章（5.1、5.2、5.3節）、第6章、第7章由張光明獨立撰寫，第2章由肖歡暢、張光明閤作撰寫，第4章由林娜獨立撰寫，第5章（5.4，5.5節）由陳明強獨立撰寫。
　　在本書編寫過程中，得到瞭中國民航局飛行標準司、中國民航局空管局、民航各地區管理局、中國國際航空公司、中國東方航空公司、中國南方航空公司、海南航空公司等公司、廈門航空公司、山東航空公司、四川航空公司、深圳航空公司、吉祥航空公司、中國民航飛行學院等（教務處、飛標處、飛行技術學院等）大力支持，得到瞭波音公司、空客公司、霍尼韋爾公司、洛剋韋爾柯林斯公司、泰雷茲公司、傑普遜公司、漢莎係統公司等幫助。趙巍巍老師及翟豪、王紅力、硃琰、陳閤理、董程兵、於珊、鍾文豪、張夢龍、王鞦拾等研究生也參與瞭相關工作，在此一並錶示感謝。
　　本教材主要供民航飛行技術專業本科生、載運工具運用工程碩士研究生使用，同時也可供空中交通管理、飛行簽派、航行情報等專業學生參考使用，對民航相關技術崗位在職工作人員、研究人員、航空愛好者也具有參考價值。
　　鑒於現代導航技術和方法不斷發展、航行新技術應用要求不斷變化，限於時間、水平和資料的更新速度，本書中難免有不足之處，懇請讀者批評指正。

陸海空天一體化導航定位技術理論與實踐 本書緊密圍繞現代導航定位領域的前沿進展，深入剖析陸、海、空、天等多平颱、多係統融閤的導航技術，旨在為讀者構建一個係統、全麵、前瞻性的知識框架。全書內容聚焦於理論構建、關鍵技術攻關與實際應用案例分析，力求為相關領域的科研人員、工程師以及高等院校師生提供一份詳實可靠的參考。 第一部分：導航定位技術基礎理論與發展脈絡 本部分將從導航定位的哲學思辨與曆史演進入手，為讀者打下堅實的理論基礎。我們將追溯自古人類對位置的認知探索，從天文導航、地文導航等經典方法，逐步深入到現代慣性導航、衛星導航、雷達導航等核心技術的發展曆程。詳細闡述各導航體製的原理、精度指標、優劣勢以及相互之間的關係。 1.1 導航定位的定義、基本概念與分類： 明確導航與定位的區彆與聯係，介紹常用的導航定位術語（如航嚮、航跡、速度、位置、姿態等），以及按照不同標準（如平颱類型、參考係、測量原理等）對導航定位技術進行的分類。 1.2 導航定位技術發展簡史： 從古代的星象導航、領航到近代的鍾錶導航、羅盤導航，再到現代的慣性導航、無綫電導航、衛星導航、視覺導航等，梳理技術演進的關鍵節點和裏程碑事件。 1.3 導航定位的基本幾何模型與坐標係： 深入講解地理坐標係、大地坐標係、空間直角坐標係、傳感器坐標係等常用坐標係的定義、轉換關係及其在導航定位中的作用。分析地心、地體、站心等不同參考框架的物理意義。 1.4 導航信息融閤的基本原理： 探討多種導航信息源（如GNSS、INS、測距、測速、氣象數據等）的融閤策略，介紹卡爾曼濾波、粒子濾波等常用的數據融閤算法，並分析不同濾波算法在不同應用場景下的適用性。 1.5 導航誤差分析與補償： 深入剖析影響導航精度的各類誤差源，包括傳感器誤差、模型誤差、環境誤差、計算誤差等。講解誤差傳播的原理，以及多種誤差補償和校正方法，如標定、校準、自適應濾波等。 第二部分：核心導航技術深度解析 本部分將對當前主流的導航技術進行深度剖析，從基本原理到具體實現，再到性能評估，力求做到詳盡。 2.1 慣性導航係統（INS）理論與應用： 2.1.1 慣性器件原理與分類： 詳細介紹陀螺儀（如機械陀螺、光縴陀螺、MEMS陀螺）和加速度計（如石英撓性、壓電、MEMS加速度計）的工作原理、技術指標（如零偏、漂移、尺度因子、軸不對準等）及其對係統性能的影響。 2.1.2 慣性導航方程推導與解算： 從牛頓力學齣發，推導不同參考係下的慣性導航方程，包括位置、速度、姿態的微分方程。講解歐拉方程、四元數等姿態描述方式及其在導航解算中的應用。 2.1.3 慣性導航係統誤差模型與補償： 詳細分析慣性器件的靜態和動態誤差，以及地球自轉、平颱傾斜等地球物理效應對導航精度的影響。講解如何建立精確的誤差模型，並利用濾波算法進行實時補償。 2.1.4 INS/GNSS組閤導航： 深入探討INS與GNSS（全球導航衛星係統）的互補性，分析組閤導航的優勢。詳細介紹組閤導航的緊耦閤、鬆耦閤、半緊耦閤等實現方式，以及卡爾曼濾波在組閤導航中的具體應用。 2.2 全球導航衛星係統（GNSS）原理與關鍵技術： 2.2.1 GNSS係統概述： 介紹GPS、GLONASS、Galileo、北鬥等主流GNSS係統的衛星星座設計、信號結構、導航電文格式以及基本工作原理。 2.2.2 GNSS接收機原理與信號處理： 深入講解GNSS信號的捕獲、跟蹤、僞碼測量、載波相位測量等關鍵技術。分析多徑效應、電離層延遲、對流層延遲等誤差源及其校正方法。 2.2.3 GNSS高精度定位技術： 詳細介紹差分GNSS（DGNSS）、實時動態差分（RTK）、精確單點定位（PPP）等技術原理、實現方式及其精度提升機製。 2.2.4 GNSS抗乾擾與欺騙技術： 分析常見GNSS乾擾（如同頻乾擾、帶外乾擾）和欺騙（如僞碼欺騙、載波欺騙）的原理，並介紹相應的抗乾擾（如波束成形、濾波）和反欺騙技術。 2.3 其他輔助導航技術： 2.3.1 無綫電導航技術： 介紹傳統的超長波、長波、中波導航係統（如Loran-C/eLoran）以及現代的地麵無綫電定位技術（如Wi-Fi RTT、藍牙AoA/AoD）的工作原理、特點與應用。 2.3.2 視覺導航與SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）： 深入解析基於視覺特徵的導航技術，特彆是SLAM技術。介紹單目、雙目、RGB-D相機在SLAM中的應用，以及視覺裏程計、迴環檢測、地圖構建等關鍵技術。 2.3.3 激光雷達導航與點雲匹配： 闡述激光雷達（LiDAR）在導航中的作用，重點介紹基於點雲匹配的定位（如ICP算法）和SLAM技術。 2.3.4 地磁導航與天文導航： 探討地磁場信息在導航中的應用，以及天體（如太陽、恒星）信息在傳統與現代導航中的地位。 2.3.5 氣壓高度計與航跡推算： 分析氣壓高度計的工作原理及其在輔助定位中的作用，講解航跡推算（Dead Reckoning）的基本概念和局限性。 第三部分：陸海空天一體化導航體係構建與應用 本部分將聚焦於如何將上述各種導航技術有機地融閤，形成強大、可靠的陸海空天一體化導航定位體係，並深入分析其在不同領域的實際應用。 3.1 陸地導航定位技術與應用： 3.1.1 城市環境下的導航挑戰與解決方案： 分析城市峽榖效應、遮擋、多徑等對GNSS信號的影響，重點介紹慣性導航、視覺導航、激光雷達導航、Wi-Fi/藍牙室內定位等在城市環境下的融閤應用。 3.1.2 室內與地下空間的導航定位： 探討無GNSS信號環境下的導航技術，包括慣性導航、UWB（超寬帶）、RFID（射頻識彆）、機器視覺、地磁導航等的結閤應用。 3.1.3 自動駕駛車輛的導航係統： 詳細解析自動駕駛汽車所需的導航係統組成，包括高精度GNSS、INS、輪速計、攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等傳感器的融閤，以及高精度地圖在導航中的關鍵作用。 3.2 海洋導航定位技術與應用： 3.2.1 船舶導航係統： 介紹船舶導航的傳統設備（如羅經、六分儀、航海鍾）和現代設備（如INS、GNSS、電子海圖顯示與信息係統（ECDIS）），以及多源融閤導航在船舶安全航行中的重要性。 3.2.2 水下導航定位技術： 深入探討水下環境的特殊性，介紹聲學導航（如USBL、LBL）、INS、水下信標係統、水下視覺導航等技術。 3.2.3 海洋測繪與勘探的導航需求： 分析海洋科學研究、資源勘探、海底地形測繪等活動對高精度導航定位提齣的特殊要求。 3.3 航空導航定位技術與應用： 3.3.1 飛機導航係統： 詳細介紹航空器的導航係統，包括INS、GNSS、多普勒測速、空速管、無綫電導航（如ILS、VOR、DME）以及其在起降、巡航、進近等不同飛行階段的應用。 3.3.2 無人機（UAV）導航與控製： 重點關注無人機導航係統的設計，包括GNSS/INS組閤導航、視覺導航、激光雷達導航、氣壓高度計、磁力計等的集成，以及其在偵察、測繪、監控等領域的應用。 3.3.3 航空交通管理（ATM）中的導航定位： 探討GNSS在未來航空交通管理中的作用，以及基於性能的導航（PBN）、所需導航（RNP）等概念。 3.4 空間導航與深空探測： 3.4.1 衛星導航係統（GNSS）的空間應用： 分析GNSS在低軌、中軌、高軌衛星上的應用，以及高軌衛星導航麵臨的挑戰。 3.4.2 航天器在軌導航與姿態控製： 介紹航天器在軌運行的導航技術，包括星敏感器、太陽敏感器、地敏感器、陀螺儀、加速度計、GNSS等，以及這些技術在軌道維持、變軌、對接等過程中的作用。 3.4.3 深空探測器的導航定位： 探討深空探測任務中導航的特殊性，如信號延遲、通信延遲、參考係選擇等，以及如何利用光學導航、雙嚮測距測速等技術實現深空導航。 3.5 陸海空天一體化導航體係的融閤與發展趨勢： 3.5.1 多模態傳感器融閤策略： 總結不同導航傳感器融閤的最佳實踐，探討麵嚮復雜環境和動態場景的魯棒性融閤技術。 3.5.2 高精度時空基準的構建與保持： 討論如何構建和維護高精度、統一的陸海空天時空基準，以及其在國傢安全、經濟發展中的重要性。 3.5.3 人工智能與機器學習在導航中的應用： 探討AI技術（如深度學習、強化學習）在導航誤差預測、自適應濾波、智能路徑規劃、異常檢測等方麵的潛在應用。 3.5.4 量子導航與下一代導航技術展望： 簡要介紹量子傳感器（如量子陀螺、量子加速度計）和量子導航的最新研究進展，以及其對未來導航技術可能帶來的革命性影響。 本書旨在通過嚴謹的理論闡述、細緻的技術分析和翔實的案例說明，為讀者構建一個全麵、深入的導航定位技術知識體係。我們希望本書能夠激發讀者對導航科學的興趣，並為他們在這一重要領域的研究與實踐提供有力的支持。

評分☆☆☆☆☆

最近我讀瞭《現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材》的節選部分，雖然不是全書，但足以讓我窺見其內容之精深。我主要關注瞭書中關於“方法”的論述。它不僅僅是羅列瞭各種導航儀器，更重要的是解釋瞭這些儀器是如何協同工作的，以及在不同飛行階段應該如何選擇和運用不同的導航策略。我特彆留意瞭書中關於“飛行管理係統”的介紹。我一直以為飛行員就是坐在駕駛艙裏，機械地操作著各種按鈕，但這本書讓我明白，現代飛行遠比我想象的要復雜和智能。飛行管理係統能夠整閤來自多個導航源的信息，並根據預設的航路和飛行計劃，自動計算齣最優的飛行路徑，甚至還能對飛行姿態進行精細調整。書中用大量的圖錶和流程圖來展示這些係統的工作原理，雖然有些概念對我這個非專業人士來說略顯深奧，但我還是努力去理解其中的邏輯。它讓我意識到，現代航空業的進步，離不開這些高度集成化的智能係統的支持。這本書讓我看到瞭科技如何賦能飛行，讓飛行變得更加安全、高效和精準，也讓我對未來的航空發展充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

最近翻瞭幾本關於航空領域的書籍，偶然間看到瞭這本《現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材》。雖然我不是飛行技術專業的學生，但對飛機如何準確地在廣闊的天空中找到方嚮一直充滿好奇。這本書的封麵設計簡潔大氣，書名也直觀地展現瞭其內容。我一開始是被“現代導航技術”這幾個字吸引的，想象著書中會介紹GPS、慣性導航係統等高科技的應用。然而，當我深入閱讀時，我發現這本書更多地聚焦於一些基礎但至關重要的概念。比如，它對傳統的航空導航方法，如陸空導航、地標導航，進行瞭非常細緻的闡述。我尤其對其中關於地圖投影和計算航綫的章節印象深刻，書中通過大量的圖示和公式，詳細講解瞭如何在地球麯麵上進行精確的測算，這讓我明白瞭即便是看似簡單的直綫飛行，背後也蘊含著復雜的數學原理。我一直以為飛行員隻需要盯著屏幕上的指令就好，但這本書讓我意識到，理解這些背後的原理對於確保飛行安全是多麼重要。它讓我看到瞭導航技術的發展脈絡，從最初的簡單依靠肉眼和地圖，到如今高度自動化的電子係統，每一步都凝聚瞭無數工程師的智慧。雖然書中涉及的數學公式對我這個非專業人士來說有些晦澀，但我還是努力去理解其中的邏輯，試圖感受導航技術從無到有的發展曆程。

評分☆☆☆☆☆

在一次偶然的機會接觸到瞭《現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材》這本書。我一直對天空充滿嚮往，對駕駛飛機在雲層中穿梭的景象充滿瞭好奇。這本書的書名本身就吸引瞭我，我希望能從中瞭解一些關於飛機如何在茫茫天空找到方嚮的秘密。書中關於“方法”的論述，讓我對飛行導航有瞭更深的理解。它不僅僅是簡單的指引方嚮，更是一種係統性的工程。我特彆關注瞭書中關於“導航精度”和“導航冗餘”的章節。書中的描述讓我意識到，在航空領域，任何微小的誤差都可能導緻嚴重的後果，因此，多重導航係統的相互校驗和備份就顯得尤為重要。它讓我看到瞭技術是如何被設計來最大限度地降低風險，保障生命的。書中對各種導航技術，如慣性導航、衛星導航、無綫電導航等，都進行瞭詳細的介紹，並分析瞭它們的優缺點以及適用場景。雖然其中涉及到的一些技術細節我無法完全消化，但整體上，這本書為我構建瞭一個關於現代航空導航的宏觀框架，讓我對飛行安全有瞭更全麵的認識。它讓我明白，每一次安全的飛行，都離不開背後無數科學傢和工程師的努力。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材》純屬偶然，當時在書店裏閑逛，被它厚重的體積和略顯枯燥的書名所吸引，想著或許能從中找到一些關於飛行器如何精確落地的知識。書中的內容確實如其名，重點在於“方法”和“技術”。我並沒有去深究每一個公式和定理，而是更關注書中描繪的整個導航工作流程。它詳細介紹瞭從起飛前的航綫規劃，到飛行過程中的實時監控，再到落地前的程序，每一步都環環相扣，嚴謹得令人嘆服。我比較感興趣的是關於天氣對導航的影響這一部分，書中詳細列舉瞭不同類型的氣象現象，如強風、低能見度、雷暴等，以及它們如何影響導航設備的性能和飛行員的決策。這一點讓我深刻體會到，飛行安全絕不僅僅是技術問題，更是技術與環境相互作用的結果。書中還提到瞭多種備降方案的製定原則，以及在緊急情況下如何利用有限的資源進行導航。雖然我不是飛行員，也無法親身體驗，但通過閱讀這些文字，我仿佛置身於一個緊張而有序的飛行場景中，感受到瞭導航係統和飛行員之間協同作戰的默契。這本書為我打開瞭一個新的視角，讓我看到瞭飛行背後隱藏的復雜性和專業性，也讓我對那些每天在空中穿梭的飛機更加肅然起敬。

評分☆☆☆☆☆

這本書，嗯，確實是一本很“專業”的書。《現代導航技術與方法/飛行技術專業係列教材》，光看書名就知道不是麵嚮大眾讀者的。我本來對飛行本身還算感興趣，想著通過這本書能瞭解一些飛機是如何“飛起來”並且“不會迷路”的。讀完之後，我可以說，我對“迷路”這件事有瞭全新的認識。書中花瞭大量篇幅講解各種導航原理，從基礎的幾何學到復雜的電磁學，可以說是應有盡有。我努力去理解那些關於大地測量、坐標係轉換以及各種誤差分析的內容，雖然很多地方我隻能似懂非懂，但能夠感受到其中蘊含的嚴謹和精確。讓我印象比較深刻的是關於“全天候導航”的章節。書裏詳細介紹瞭在各種惡劣天氣條件下，導航係統會麵臨哪些挑戰，以及飛行員和地麵控製中心如何通過協同努力，剋服這些睏難，確保飛行安全。這點讓我覺得，飛行員的工作真是太不容易瞭，他們不僅要與天氣作鬥爭，還要時刻依賴那些看不見的科技手段。這本書確實為我打開瞭一個以前從未觸及的領域，讓我看到瞭飛行背後龐大而復雜的知識體係。