BF:现代导航的演进-量子技术的兴起 [美] F.G.Major,吴德伟,杨春燕,徐小杰 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] F.G.Major，吴德伟，杨春燕，徐小杰 著

图书标签:

• 导航技术
• 量子技术
• 现代导航
• 导航系统
• 惯性导航
• 卫星导航
• 量子导航
• 传感器技术
• 控制理论
• 信息技术

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118115512

商品编码：29399801343

包装：平装

出版时间：2018-02-01

基本信息

书名:现代导航的演进-量子技术的兴起

定价：128.00元

售价：102.4元

作者: F.G.Major,吴德伟,杨春燕,徐小杰 等

出版社：国防工业出版社

出版日期：2018-02-01

ISBN：9787118115512

字数：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

编辑推荐

---

内容提要

---

《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》旨在通俗易懂地阐述一些基本原理，深入说明卫星导航系统的设计，同时在正文中通过介绍性章节简介导航方法的早期发展。《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》不是在讲导航的历史，只是尝试用史学观点介绍导航。
　　《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》主要面向大专水平、具备物理和工程方面基础的求知非专业人员。它以直观的方式，广泛介绍了地面和空间导航演变的相关主题，且较少使用数学公式。前两章介绍自然界中的导航和古代水手的导航，包括腓尼基人、维京人、太平洋岛上居民所用的导航。第3、4章介绍恒星导航、星座及星坐标等要素。第5～7章介绍精密机械计时器，海洋中经度的测定和精密可控石英时钟近的发展。第8章总结介绍了量子概念，作为讨论微波和光与原子之间相互作用的准备知识。有关原子钟的介绍相当详细，包括氢微波器、铯束、铷电池，以及新发展的铯喷泉和单离子频率标准。随后介绍陀螺罗盘的章节引出了对萨格纳克激光陀螺的讨论。从第13章开始介绍有关基于时间的导航：先是基于地面网络的“罗兰C”和“奥米茄”，随后是基于卫星的系统，包括轨道理论、早期的卫星导航系统SECOR、TRANSIT等；后推出了全球导航卫星系统——全球定位系统（GPS），该系统是本时代重大技术成就之一。对GPS分三大部分进行介绍：空间、控制和用户部分。研究人员试图通过实现超常的协调性和精度，使整个系统正常运作。GPS尤其是差分GPS的应用广泛，除了常见的空中导航、海洋导航和导弹制导，GPS还应用于大地测量、重大工程建设、矿业项目、农业、生态、紧急定位，更不用说高速公路导航。第17章是太空导航的相关内容。第18章讨论了导航的未来，届时原子干涉仪可作为陀螺罗盘使用，铯喷泉作为原子时间标准，子计算机用来更新卫星星历。

目录

---

第1章 自然界中的导航
1．1 动物导航
1．2 通过太阳确定方向
1．3 通过星星确定方向
1．4 磁场定向
1．5 风和气流
1．6 电场定向
1．7 信鸽
1．8 帝王蝶
1．9 长距离迁徙的鸟类
1．10 太平洋鲑鱼
1．11 人类的导航
参考文献

第2章 早期的导航
2．1 沙漠游牧民族
2．2 太平洋中的航海家
2．3 星象罗盘
2．4 腓尼基人
2．5 维京人
2．6 古代的仪器
2．6．1 日晷和夜行仪
2．6．2 磁罗盘
2．6．3 沙漏
2．6．4 拖板计程仪和拖曳式计程仪
2．6．5 戴维斯象限仪
2．6．6 星盘
参考文献

第3章 天文学的历史背景
3．1 古代天文学
3．2 伊斯兰天文学
3．3 欧洲天文学家
3．4 艾萨克·牛顿
参考文献

第4章 现代天文学的要素
4．1 行星地球
4．2 月球和行星
4．3 内行星
4．4 外行星
4．5 恒星
4．6 星座
参考文献

第5章 海洋导航
5．1 地理坐标
5．2 天文坐标系
5．3 时间系统
5．4 导航三角形
5．5 截距法
5．6 导航三角形的表格解
5．7 月球距离法
5．8 六分仪
5．9 磁罗盘
参考文献

第6章 经度问题
6．1 早期时钟
6．2 机械钟
6．3 弹簧平衡轮钟
6．4 现代精密计时表
参考文献

第7章 石英革命
7．1 历史背景
7．2 石英晶体
7．3 X射线晶体学
7．4 人造石英晶体
7．5 石英谐振器
7．6 石英谐振器作为电路元件
7．7 振荡器稳定性
参考文献

第8章 经典原子钟
8．1 量子力学术语
8．2 薛定谔方程
8．3 原子结构
8．4 原子光谱
8．5 超精细相互作用
8．6 铷标准
8．7 铯标准
参考文献

第9章 原子和分子振荡器
9．1 氨微波器
9．2 铷微波器
9．3 氢微波器
9．4 相关电子
9．5 氢微波器的性能
参考文献

第10章 离子场约束
10．1 引言
10．2 潘宁阱
10．3 保罗阱
10．4 囚禁离子频谱学
10．5 近期进展：囚禁单个离子
参考文献

第11章 光频振荡器：激光
11．1 简介
11．2 光腔
11．3 光放大
11．4 激光输出功率
11．5 激光输出波谱
11．6 气体激光系统
11．6．1 氦一氖激光器
11．6．2 氩离子激光器
11．7 半导体激光器
11．8 晶体固体激光器
11．8．1 红宝石激光器
11．8．2 Nd3+YAG激光器
11．8．3 Ti3+：蓝宝石激光器
11．9 激光冷却原子
参考文献

第12章 机械陀螺罗盘
12．1 陀螺运动
12．2 在旋转的地球上运动
12．3 陀螺罗盘的控制
12．4 陀螺振荡的阻尼
12．5 陀螺仪的主要误差
12．5．1 稳定误差
12．5．2 陀螺仪主体运动误差
12．6 斯伯利·马克37型陀螺罗盘
12．7 环形激光陀螺仪
12．8 光纤陀螺
12．9MEMS振动陀螺仪
参考文献

第13章 无线电导航
13．1 概述
13．2 无线电测向
13．3 伏尔航空导航
13．4 雷达
13．5 罗兰-C
13．6 罗兰-C海图
13．7 误差源
13．8 罗兰-C接收机
13．9 民用接收机
13．10 奥米伽系统
参考文献

第14章 卫星导航：空间部分
14．1 历史背景
14．2 GPS：系统设计
14．3 GPS卫星轨道
14．4 轨道摄动
14．5 星载系统
14．6 GPS卫星信号
14．7 新发展：GPSIⅡ
参考文献

第15章 卫星导航：控制部分
15．1 引言
15．2 监测站的地理位置
15．3 卫星星历的确定
15．4 GPS时间协调
15．5 信号传播速度
参考文献

第16章 卫星导航：用户部分
16．1 引言
16．2 GPS接收机
16．3 差分GPS
16．4 GPS-INS组合
16．5 GPS的应用
16．5．1 测绘和制图
16．5．2 卫星授时
16．5．3 航空和航海导航
16．5．4 铁路
16．5．5 农业
16．5．6 地面交通
16．5 ．7安全和救灾
16．5．8 体闲娱乐
16．5．9 环境
16．5．10 空间应用
参考文献

第17章 太空导航
17．1 简介
17．2 阿波罗计划
17．3 阿波罗计划的设计
17．4 遥远行星的导航：水手号使命
参考文献

第18章 导航的未来
18．1 引言
18．2 物质波：德布罗意理论24l
18．3 原子干涉：衍射光栅
18．4卡皮查一狄拉克效应
18．5 原子干涉仪
18．6 原子陀螺仪
18．7 铯喷泉频率标准
18．8 量子计算机
参考文献

后记

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

第1章 自然界中的导航
1．1 动物导航
1．2 通过太阳确定方向
1．3 通过星星确定方向
1．4 磁场定向
1．5 风和气流
1．6 电场定向
1．7 信鸽
1．8 帝王蝶
1．9 长距离迁徙的鸟类
1．10 太平洋鲑鱼
1．11 人类的导航
参考文献

第2章 早期的导航
2．1 沙漠游牧民族
2．2 太平洋中的航海家
2．3 星象罗盘
2．4 腓尼基人
2．5 维京人
2．6 古代的仪器
2．6．1 日晷和夜行仪
2．6．2 磁罗盘
2．6．3 沙漏
2．6．4 拖板计程仪和拖曳式计程仪
2．6．5 戴维斯象限仪
2．6．6 星盘
参考文献

第3章 天文学的历史背景
3．1 古代天文学
3．2 伊斯兰天文学
3．3 欧洲天文学家
3．4 艾萨克·牛顿
参考文献

第4章 现代天文学的要素
4．1 行星地球
4．2 月球和行星
4．3 内行星
4．4 外行星
4．5 恒星
4．6 星座
参考文献

第5章 海洋导航
5．1 地理坐标
5．2 天文坐标系
5．3 时间系统
5．4 导航三角形
5．5 截距法
5．6 导航三角形的表格解
5．7 月球距离法
5．8 六分仪
5．9 磁罗盘
参考文献

第6章 经度问题
6．1 早期时钟
6．2 机械钟
6．3 弹簧平衡轮钟
6．4 现代精密计时表
参考文献

第7章 石英革命
7．1 历史背景
7．2 石英晶体
7．3 X射线晶体学
7．4 人造石英晶体
7．5 石英谐振器
7．6 石英谐振器作为电路元件
7．7 振荡器稳定性
参考文献

第8章 经典原子钟
8．1 量子力学术语
8．2 薛定谔方程
8．3 原子结构
8．4 原子光谱
8．5 超精细相互作用
8．6 铷标准
8．7 铯标准
参考文献

第9章 原子和分子振荡器
9．1 氨微波器
9．2 铷微波器
9．3 氢微波器
9．4 相关电子
9．5 氢微波器的性能
参考文献

第10章 离子场约束
10．1 引言
10．2 潘宁阱
10．3 保罗阱
10．4 囚禁离子频谱学
10．5 近期进展：囚禁单个离子
参考文献

第11章 光频振荡器：激光
11．1 简介
11．2 光腔
11．3 光放大
11．4 激光输出功率
11．5 激光输出波谱
11．6 气体激光系统
11．6．1 氦一氖激光器
11．6．2 氩离子激光器
11．7 半导体激光器
11．8 晶体固体激光器
11．8．1 红宝石激光器
11．8．2 Nd3+YAG激光器
11．8．3 Ti3+：蓝宝石激光器
11．9 激光冷却原子
参考文献

第12章 机械陀螺罗盘
12．1 陀螺运动
12．2 在旋转的地球上运动
12．3 陀螺罗盘的控制
12．4 陀螺振荡的阻尼
12．5 陀螺仪的主要误差
12．5．1 稳定误差
12．5．2 陀螺仪主体运动误差
12．6 斯伯利·马克37型陀螺罗盘
12．7 环形激光陀螺仪
12．8 光纤陀螺
12．9MEMS振动陀螺仪
参考文献

第13章 无线电导航
13．1 概述
13．2 无线电测向
13．3 伏尔航空导航
13．4 雷达
13．5 罗兰-C
13．6 罗兰-C海图
13．7 误差源
13．8 罗兰-C接收机
13．9 民用接收机
13．10 奥米伽系统
参考文献

第14章 卫星导航：空间部分
14．1 历史背景
14．2 GPS：系统设计
14．3 GPS卫星轨道
14．4 轨道摄动
14．5 星载系统
14．6 GPS卫星信号
14．7 新发展：GPSIⅡ
参考文献

第15章 卫星导航：控制部分
15．1 引言
15．2 监测站的地理位置
15．3 卫星星历的确定
15．4 GPS时间协调
15．5 信号传播速度
参考文献

第16章 卫星导航：用户部分
16．1 引言
16．2 GPS接收机
16．3 差分GPS
16．4 GPS-INS组合
16．5 GPS的应用
16．5．1 测绘和制图
16．5．2 卫星授时
16．5．3 航空和航海导航
16．5．4 铁路
16．5．5 农业
16．5．6 地面交通
16．5 ．7安全和救灾
16．5．8 体闲娱乐
16．5．9 环境
16．5．10 空间应用
参考文献

第17章 太空导航
17．1 简介
17．2 阿波罗计划
17．3 阿波罗计划的设计
17．4 遥远行星的导航：水手号使命
参考文献

第18章 导航的未来
18．1 引言
18．2 物质波：德布罗意理论24l
18．3 原子干涉：衍射光栅
18．4卡皮查一狄拉克效应
18．5 原子干涉仪
18．6 原子陀螺仪
18．7 铯喷泉频率标准
18．8 量子计算机
参考文献

后记

《量子视界：重塑认知的颠覆性技术》 作者： [拟定作者信息，例如：张明远 教授，李华 博士] 内容简介： 本书并非一部单纯的技术手册，而是一次关于人类认知边界拓展的深度探索。我们将目光聚焦于一股正在悄然颠覆传统科学范式的力量——量子技术。本书旨在为读者呈现一个宏大而精妙的图景：量子现象的奇特性质如何被人类理解、驾驭，并最终演变成能够解决当今世界面临的诸多复杂难题的强大工具。 在深入探讨量子技术的具体应用之前，我们首先需要建立一个坚实的基础。因此，本书的开篇将带领读者穿越时空的维度，回顾人类文明在理解和运用自然规律方面所经历的里程碑式飞跃。从古老文明对星辰的观测，到牛顿力学揭示宏观世界的运动规律，再到爱因斯坦相对论对时空概念的革新，每一次认知上的飞跃都为人类文明的进步注入了新的活力。然而，随着科学的不断深入，微观世界的奇特景象——量子力学——逐渐显露出其与我们日常直觉截然不同的面貌。粒子为何可以同时处于多种状态？量子纠缠又为何能打破空间的束缚？本书将以通俗易懂的语言，深入浅出地阐释量子力学的核心概念，如叠加态、量子隧穿、量子退相干等，并将其与宏观世界的经典物理学进行对比，帮助读者理解量子世界的“反常”之处，并认识到这些“反常”恰恰是其巨大潜力的源泉。 理解了量子世界的语言，我们便可以开始审视这些语言是如何被翻译成实际应用的技术。本书将详细剖析当前量子技术发展的几大核心领域，并深入分析它们如何从理论走向实践。 量子计算：颠覆性的计算模式 首先，我们将重点关注量子计算。与传统计算机以比特（0或1）为基本单元不同，量子计算机利用量子比特（qubit），它能够同时处于0和1的叠加态。这使得量子计算机在处理某些特定类型的问题时，拥有指数级的计算能力。我们将探讨量子算法，如Shor算法在分解大素数方面的强大潜力，这将对当前的加密体系构成巨大挑战；以及Grover算法在搜索数据库方面的效率提升。本书将详细介绍不同类型的量子计算机架构，包括超导量子比特、离子阱量子比特、拓扑量子比特等，并分析它们各自的优势、挑战以及发展前景。我们将讨论量子纠错的必要性与复杂性，以及当前在构建容错量子计算机方面所取得的进展。此外，本书还将展望量子计算在药物发现、材料科学、金融建模、人工智能等领域的应用前景，描绘一个量子计算赋能的未来。 量子通信：安全的网络未来 其次，量子通信是本书的另一重要组成部分。量子通信利用量子的不可克隆性和单向性等特性，能够实现理论上绝对安全的通信。我们将详细介绍量子密钥分发（QKD）的原理，包括BB84协议、E91协议等，并分析其在构建量子安全网络中的关键作用。本书将探讨量子中继器的技术挑战与解决方案，这将是实现远距离量子通信的关键。同时，我们也将关注量子隐形传态等前沿技术，理解其背后的量子纠缠原理，并展望其在未来信息传输中的潜在应用。本书将深入分析量子通信在国家安全、金融交易、关键基础设施保护等领域的意义，为读者勾勒出一个信息安全得到根本保障的未来图景。 量子传感：超高精度测量新纪元 第三，量子传感技术将带领我们进入一个超高精度测量的全新时代。量子现象对微小环境变化的极度敏感性，使得量子传感器能够实现前所未有的测量精度。我们将探讨量子传感器的不同实现方式，例如利用原子干涉仪测量引力场，利用NV色心测量磁场，利用光学腔测量电场等。本书将深入分析量子传感在导航、地质勘探、医疗诊断、基础物理研究等领域的应用潜力。例如，在导航领域，高精度量子传感器有望摆脱对GPS的依赖，实现自主、精确的定位；在医疗领域，高灵敏度的量子传感器可能实现疾病的早期检测。本书将展示量子传感技术如何以前所未有的方式洞察和理解我们所处的物理世界。 量子模拟：理解复杂系统的利器 最后，本书还将探讨量子模拟在理解复杂系统中的关键作用。许多现实世界中的重要问题，例如复杂分子的相互作用、超导材料的电子行为、黑洞的物理过程等，都属于经典的计算难题，因为它们的规模和复杂性远远超出了传统计算机的处理能力。量子模拟器，无论是模拟的还是通用的，都可以利用已知的量子系统来模拟那些难以研究的未知量子系统。本书将深入分析量子模拟器的原理，并讨论其在化学、材料科学、高能物理等领域的研究价值，以及它如何帮助我们揭示自然界深层奥秘。 跨领域融合与未来展望 除了上述核心技术领域，本书还将探讨量子技术与其他前沿科技的融合趋势。例如，量子计算与人工智能的结合，有望催生出更强大的机器学习算法；量子通信与区块链技术的结合，将为去中心化应用带来更高的安全保障。 贯穿全书的，是对量子技术潜在的社会、经济、伦理影响的深刻反思。我们并非只关注技术的“硬实力”，更注重其“软实力”的塑造。量子技术的普及将如何改变我们的生活方式？它将带来哪些新的产业机遇？我们又将如何应对它可能带来的挑战，例如对现有产业的冲击，对隐私保护的新要求，以及对伦理道德的潜在影响？本书将从多个角度审视这些问题，鼓励读者进行批判性思考，并为迎接一个由量子技术重塑的未来做好准备。 本书的写作风格将力求严谨又不失趣味，避免枯燥的理论堆砌，而是通过生动的案例、形象的比喻和逻辑严密的论证，引领读者一同走进量子技术的世界。我们相信，理解量子技术，就等于把握了未来科技发展的主流方向，就等于拥有了洞察和塑造未来的关键钥匙。本书的目标是，让每一个对科技充满好奇的读者，都能在这个充满颠覆与机遇的量子时代，获得一次深刻的认知启迪，并对未来充满信心和想象。

评分☆☆☆☆☆

从文笔来看，这本书的作者群体似乎有着非常多元的学术背景，这使得它的“声音”层次丰富，绝非一人之言可以概括。在某些章节，你会感受到那种学院派特有的精准与克制，每一个术语的使用都经过了反复的推敲，确保无歧义；而在另一些章节，尤其是在回顾关键的突破性实验时，文字中又流淌出一种近乎激动的叙事感，仿佛作者本人也置身于那个历史性的瞬间，分享着发现的喜悦。这种风格的交替使用，极大地避免了技术文档的枯燥乏味。阅读过程中，我多次被那种“原来如此！”的顿悟感所吸引，作者总能在看似无关紧要的细节处，埋下影响全局的关键线索，直到某个时刻，所有的碎片才如同万花筒般组合成清晰的图景，这种智力上的回馈，是阅读任何优秀作品都梦寐以求的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排极其考究，逻辑的推进犹如精心铺设的轨道，让读者在不知不觉中，就完成了从宏观概念到微观原理的跨越。初读几章，你会发现作者在构建理论框架时，那种严谨的数学推导和清晰的物理图像是如何完美融合的。我特别留意了其中关于“相干性维持”这一核心难点的讨论，作者似乎采用了一种非常务实的方法，没有回避其中的艰深晦涩，而是通过一系列精妙的比喻和类比，将那些抽象得近乎虚无的量子态，变得可感、可触。坦白说，有些段落我需要反复咀嚼，甚至需要停下来在草稿纸上画图辅助理解，但这绝非因为作者表述不清，恰恰是因为其思想的密度太大。这是一种需要慢读、需要沉浸其中才能品味出其中真谛的作品，绝非那种可以囫囵吞枣快速翻阅的快餐读物。它更像是一套精密的工具箱，你必须认真学习每一种工具的用法，才能真正应用它们。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝色调，配上那种仿佛要冲破屏幕的科技感字体，一下子就让人对接下来的内容充满了期待。我得说，光是翻开扉页，那种油墨的清香混合着纸张特有的质感，就已经让人心旷神怡，仿佛准备踏入一场知识的探险。作者的引言部分写得非常精炼，没有那种故作高深的堆砌辞藻，而是直截了当地指出了当前信息处理领域面临的瓶颈，并巧妙地抛出了一个引人入胜的悬念——我们是否真的能突破经典计算的物理极限？我尤其欣赏作者在阐述背景时，那种历史的纵深感，他没有停留在对已逝辉煌的缅怀，而是迅速将笔锋转向未来，那种对未知领域的探索欲，透过文字的力量，真真切切地感染了我，让我迫不及待地想知道，他们究竟打算如何描绘这场即将到来的技术革命的蓝图。整个阅读的初始体验，是充满了仪式感和对新知强烈的渴求。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书提供了一个极具启发性的视角，它不仅仅是关于某项技术的介绍，更像是对人类认知边界的一次系统性审视。它迫使我们去思考，当现有的计算范式走到尽头时，我们应该如何重新定义“信息”和“计算”本身。书中对未来应用场景的展望，虽然带着对技术乐观主义的倾向，但其论证基础却建立在坚实的物理学原理之上，这使得那些看似遥远的未来，似乎触手可及。我读完后，感觉自己的思维模式被某种程度地“重塑”了，不再满足于线性的、确定性的思维路径。它像一面镜子，映照出当前科技浪潮中最激动人心、也最具挑战性的核心命题，推荐给所有对人类智慧的下一站充满好奇心的人士。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书最独特的地方，在于它对“工程实现”的关注度，这在许多纯理论探讨的著作中是少见的。许多关于前沿技术的书籍，往往止步于理论的优美阐述，而一旦涉及实际操作层面，便立刻变得含糊其辞。然而，在这本书中，作者并没有放过任何一个工程挑战。例如，在介绍特定类型的量子比特架构时，他对材料科学的微观缺陷如何影响宏观计算性能的分析，简直细致入微。我仿佛能看到研究团队在实验室里，面对极低温环境和微弱信号时所付出的不懈努力。这种对“如何从零到一”的忠实记录，极大地提升了本书的可信度和实用价值，让那些心怀抱负的年轻工程师们，能从中找到切实可行的参照点，而不是仅仅沉溺于科幻般的想象。这种脚踏实地的叙事风格，让整本书的重量感倍增。