水下組閤導航係統 王國臣,齊昭,張卓著 9787118105469 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王國臣，齊昭，張卓著 著

圖書標籤:

• 水下導航
• 組閤導航
• 慣性導航
• 聲學導航
• SLAM
• 水下機器人
• 控製係統
• 導航算法
• 海洋工程
• 自動控製

店鋪： 智博天恒圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118105469

商品編碼：29462501715

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-04-01

圖書基本信息
圖書名稱	水下組閤導航係統
作者	王國臣,齊昭,張卓著
定價	82.00元
齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118105469
齣版日期	2016-04-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝-膠訂
開本	16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

《水下組閤導航係統》簡介：水下組閤導航係統可充分利用各導航子係統之間優勢互補的特點，大大提高導航係統的精度與可靠性，已成為實現定位導航的有效手段，它一直是導航技術領域的研究重點與熱點。全書內容共分10章：章主要介紹瞭水下組閤導航係統的曆史與現狀；第2—4章分彆介紹瞭慣性導航係統的基本原理、誤差分析、標定及初始對準技術；第5～10章是《水下組閤導航係統》的重點內容，其中第5章介紹瞭組閤導航係統基本結構與信息濾波技術，為後續奠定基礎；第6—9章分彆介紹瞭慣性／速度匹配組閤導航、慣性／地形匹配組閤導航、慣性／地磁匹配組閤導航、慣性／重力匹配組閤導航；0章介紹瞭靜電陀螺監控技術。

作者簡介

目錄

編輯推薦

導航類圖書

文摘

序言

水下空間探索的新視野：解密“水下組閤導航係統”背後的技術革新 在廣袤而神秘的深藍世界，人類的探索從未止步。從早期的聲納探測到如今的無人潛航器（UUV）和載人潛水器的廣泛應用，水下活動的邊界不斷拓展，其對精準、可靠導航技術的需求也日益迫切。正是在這樣的時代背景下，由王國臣、齊昭、張卓三位學者共同編著的《水下組閤導航係統》應運而生，為讀者揭示瞭這項至關重要的技術領域。本書並非僅僅羅列技術名詞，而是深入淺齣地剖析瞭水下導航所麵臨的獨特挑戰，以及如何通過“組閤”這一核心理念，實現性能的飛躍。 水下導航的“看不見”的睏境 為何水下導航如此復雜？與陸地或空中導航截然不同，水下環境充斥著挑戰。首先，GPS信號在傳播過程中會被海水迅速衰減，使其成為水下導航的“禁區”。這意味著傳統的衛星導航係統在此完全失效，潛航器隻能“摸著石頭過河”，依靠慣性或預設路徑進行有限的自主導航，極大地限製瞭其活動範圍和作業精度。 其次，水下環境的不可見性使得視覺傳感器（如攝像頭）的應用受到嚴重限製。渾濁的水質、光綫的不足，使得遠程精確識彆目標、實時感知周圍環境變得異常睏難。這不僅影響瞭導航的準確性，更增加瞭作業的危險性。 再者，水下的通信也麵臨巨大阻礙。無綫電波在水中傳輸效率極低，聲波雖然是目前主流的水下通信方式，但其傳輸速度慢、帶寬窄、易受環境噪聲乾擾，且容易泄露信息，因此遠距離、高帶寬的實時通信幾乎是不可能的。這種通信的局限性，進一步加劇瞭水下導航的自主性需求。 此外，水下的聲學環境復雜多變。海水的密度、溫度、鹽度等參數的變化，會引起聲波傳播速度的改變，形成多路徑傳播、摺射、反射等現象，這使得基於聲學測量的導航係統（如聲學定位係統）的精度容易受到環境因素的影響，甚至産生誤差纍積。 “組閤”的智慧：彌補短闆，共築精度 麵對重重睏難，《水下組閤導航係統》一書的核心思想在於“組閤”。它深刻闡述瞭單一導航技術往往難以剋服水下環境的固有缺陷，而將多種導航技術有機地融閤，形成優勢互補的組閤導航係統，纔是應對挑戰的有效途徑。 本書詳細介紹瞭多種可能被整閤到水下組閤導航係統中的關鍵技術。 慣性導航係統（INS）： 作為水下導航的“基石”，INS依靠陀螺儀和加速度計來測量載體的角速度和綫加速度，並通過積分計算齣載體的速度、位置和姿態。其最大的優勢在於“自主性”，不受外部信號影響。然而，INS也存在固有的問題：誤差會隨時間纍積，導緻定位精度隨潛航時間的延長而逐漸下降。本書深入分析瞭INS的誤差特性，並探討瞭如何通過優化算法、提高傳感器精度來減緩誤差的增長。 多普勒計程儀（DVL）： DVL通過發射聲波並接收其反射信號，利用多普勒效應測量潛航器相對於海底或水體的速度。它能夠提供高精度的瞬時速度信息，有效彌補瞭INS在速度測量上的不足，對減緩INS的位置誤差纍積具有顯著作用。本書詳細介紹瞭DVL的工作原理、安裝方式以及在不同水下地形下的測量特性。 聲學定位係統（APS）： APS包括長基綫（LBL）、短基綫（SBL）和超短基綫（USBL）等多種類型。通過在海底布設聲學信標或利用母船上的換能器，測量潛航器上應答器的聲學信號，從而計算齣潛航器的位置。APS能夠提供絕對位置信息，是校正INS纍積誤差的有效手段。本書對不同APS的優缺點、適用場景以及關鍵技術進行瞭深入剖析。 地形匹配導航（TERCOM）： TERCOM利用潛航器搭載的測深儀或聲納，掃描海底地形，然後將其與預先存儲的海底地形數據庫進行匹配，從而確定潛航器自身的位置。這是一種基於地理特徵的導航方式，在水下地形變化較大的區域尤為有效。本書探討瞭TERCOM的匹配算法、數據庫的建立以及其在復雜地形下的魯棒性。 視覺裏程計（VO）/視覺測距（VSLAM）： 盡管水下能見度受限，但在特定場景下，利用水下相機捕獲的圖像序列，通過分析圖像中的特徵點位移，依然可以實現對潛航器相對位置和姿態的估計，這被稱為視覺裏程計。當與同時進行的地圖構建結閤時，則稱為視覺同步定位與地圖構建（VSLAM）。本書也可能涉及如何在這種受限條件下，通過先進的圖像處理和計算機視覺算法，提取有用的導航信息。 磁力計、重力儀等： 除瞭上述主要技術，本書也可能提及瞭其他輔助導航傳感器，如磁力計（測量地磁場變化）和重力儀（測量重力場變化），它們可以提供一些低頻的空間變化信息，在特定情況下對導航的輔助作用不容忽視。 《水下組閤導航係統》的精髓在於，它不是簡單地將這些技術“堆砌”在一起，而是強調瞭“融閤”的智慧。本書將詳細探討各種傳感器數據的融閤方法，例如卡爾曼濾波（Kalman Filter）、擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）以及粒子濾波（Particle Filter）等。這些濾波算法能夠根據各傳感器數據的精度和不確定性，動態地估計潛航器的最優狀態（位置、速度、姿態），並有效抑製噪聲，顯著提高導航係統的整體精度和魯棒性。 技術革新背後的應用場景 《水下組閤導航係統》所闡述的技術，並非僅僅停留在理論層麵，而是對諸多實際應用具有極其重要的意義。 科學考察與海洋資源勘探： 無人潛航器是深海科學考察和海洋資源勘探的“眼睛”和“手”。精準可靠的導航係統，能夠確保它們在復雜的深海環境中準確抵達目標區域，進行海底地形測繪、地質采樣、生物觀測等工作，極大地提升瞭科研效率和安全性。 水下基礎設施的建設與維護： 海底油氣管道、電纜、風力發電機組等基礎設施的鋪設、檢測和維修，都需要高精度的水下定位和導航能力。組閤導航係統能夠確保作業工具（如ROV、AUV）在海底復雜環境中精準作業，降低操作風險，提高施工效率。 軍事應用： 在軍事領域，水下偵察、情報搜集、水雷反製、潛艇自主導航等都高度依賴於先進的組閤導航技術。確保潛航器在敵方探測乾擾下依然能夠實現隱蔽、精確的導航，是軍事行動成功的關鍵。 搜救與打撈： 在沉船、失事飛機等水下目標搜救任務中，組閤導航係統能夠幫助搜救設備快速、準確地定位目標，並引導打撈作業的進行。 水下考古： 探索和發掘古老的沉船遺跡、水下城市等，同樣需要精確的水下導航技術，以確保考古人員能夠安全地進行作業，並對發現的遺跡進行精確的定位和記錄。 展望未來：智能與自主的融閤 《水下組閤導航係統》不僅是對現有技術的梳理與整閤，更是對未來發展趨勢的展望。隨著人工智能、大數據分析等技術的不斷發展，未來的水下組閤導航係統將更加智能化和自主化。本書可能已經初步勾勒齣這樣的藍圖： 自適應導航： 係統能夠根據實時環境變化（如水流、能見度、地形變化）和任務需求，自動調整不同導航傳感器的權重和融閤策略，實現最優導航性能。 情境感知與決策： 結閤更先進的傳感器（如聲納圖像處理、激光雷達），係統能夠“理解”水下環境，並根據感知到的情境做齣更智能的導航決策。 高精度地圖構建與匹配： 結閤高精度傳感器和更強大的計算能力，係統能夠實時構建高精度的三維水下地圖，並進行更魯棒的地形匹配，實現長時序的高精度導航。 協同導航： 多個潛航器之間可以通過信息共享和協同定位，相互提升導航精度，共同完成復雜任務。 總而言之，《水下組閤導航係統》是一部集理論性、技術性和應用性於一體的學術專著。它為理解和掌握水下導航這一關鍵技術提供瞭堅實的理論基礎和前沿的實踐指導，必將對推動我國乃至全球水下探索和開發事業的發展産生深遠的影響。本書的問世，標誌著人類在徵服深藍的道路上，又邁齣瞭堅實而重要的一步，開啓瞭探索水下世界的新視野。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的興趣，很大程度上源於我對海洋科學的好奇心，以及對人類探索未知的執著。水下世界是地球上最神秘、最廣闊的空間之一，而導航係統則是我們深入這個未知世界、進行科學研究、資源開發甚至軍事部署的關鍵。我一直對潛艇、水下機器人等先進裝備的導航技術感到好奇，它們如何在沒有GPS信號的深海中保持精準的航嚮和位置？“水下組閤導航係統”這個書名，讓我立刻聯想到瞭一係列復雜的傳感器和算法的集成，這背後一定凝聚瞭無數科研人員的心血。我希望這本書能夠詳細地介紹各種水下導航技術的原理，比如慣性導航、聲學導航、磁力導航等等，並且重點闡述它們是如何“組閤”起來，形成一個更強大、更可靠的導航體係的。此外，我對於水下導航係統在實際應用中的挑戰和解決方案也十分感興趣，例如如何剋服海洋環境的乾擾、如何保證係統的魯棒性和實時性等等，這些都是本書能夠解答我疑問的關鍵點。

評分☆☆☆☆☆

對於“水下組閤導航係統”這個書名，我首先想到的是其在科學研究和工程實踐中的重要意義。我一直對深海探索充滿興趣，而水下導航係統正是實現深海探索的基礎。我希望這本書能夠詳細闡述各種水下導航技術，例如慣性導航、聲學導航、激光雷達導航等，並重點介紹它們是如何通過“組閤”的方式來剋服單種導航技術的局限性，從而實現高精度、高可靠性的定位。我也很好奇，在實際應用中，這些不同的導航係統是如何協同工作的？是否存在一些先進的算法和模型，能夠有效地融閤來自不同傳感器的數據，並輸齣精確的導航信息？此外，我希望這本書能夠探討水下導航係統在復雜環境下的魯棒性，例如如何應對海洋中的乾擾、如何處理傳感器故障等等。總而言之，我期待這本書能夠為我提供一個全麵、深入的視角，瞭解水下組閤導航係統的原理、技術以及未來的發展趨勢。

評分☆☆☆☆☆

當我看到“水下組閤導航係統”這個書名時，我腦海中立刻浮現齣各種科幻電影中潛艇或深海探測器在茫茫大海中穿行的場景。然而，現實中的水下導航遠比電影中的情節復雜和精密。我一直對如何實現精確的水下定位感到好奇，尤其是在GPS信號無法穿透水層的情況下，導航係統又是如何工作的。這本書的名字讓我感覺它能夠解答我的這些疑問。我期望它能係統地介紹目前存在的水下導航技術，不僅僅是單一的慣性導航或者聲呐定位，而是如何將這些不同的技術有機地結閤起來，形成一個更強大的“組閤”係統。我希望書中能夠深入淺齣地講解這些技術背後的原理，以及它們在實際應用中麵臨的挑戰，例如水流、水溫、海底地形等對導航精度的影響，以及如何通過技術手段來剋服這些睏難。這本書對於任何對海洋工程、自動駕駛水下航行器，或者僅僅是對科技如何解決復雜問題感興趣的讀者來說，都可能是一份寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有吸引力，深邃的藍色背景，中間隱約可見一些模糊的機械結構，搭配簡潔有力的書名“水下組閤導航係統”，瞬間就勾起瞭我對這個神秘領域的好奇心。作為一個對海洋探索和先進科技都充滿興趣的讀者，我一直對水下導航這個話題感到十分著迷。想象一下，在漆黑、冰冷、壓力巨大的深海中，人類如何纔能精確地定位自己，執行復雜的任務？這本書的名字就直擊瞭我心中最想瞭解的部分。我一直在尋找一本能夠係統地介紹水下導航技術，並且能夠深入淺齣講解其原理的書籍。尤其是“組閤導航”這個詞，讓我聯想到可能是結閤瞭多種導航方式的先進技術，這其中蘊含的智慧和挑戰讓我迫不及待地想一探究竟。這本書是否能夠為我揭示那些隱藏在深海探索背後的技術秘密，是否能讓我理解那些精密儀器是如何協同工作的，以及在麵對復雜水下環境時，它們又會遇到哪些不可預知的睏難，這些都是我最期待在這本書中找到答案的。

評分☆☆☆☆☆

這本書吸引我的地方在於它所指嚮的那個充滿挑戰但又至關重要的技術領域。作為一個對工程學和信息技術有一定瞭解的普通讀者，我一直對能夠解決復雜工程問題的技術方案感到欽佩。“水下組閤導航係統”這個書名，立刻在我腦海中勾勒齣一幅畫麵：在深不見底、信息閉塞的海洋環境中，一套精密的係統是如何剋服重重睏難，指引著探索的腳步。我希望這本書能夠係統地梳理齣水下導航領域的發展脈絡，介紹當前主流的組閤導航技術，比如慣性導航係統、多普勒計程儀、聲學定位係統等，並深入探討它們各自的優缺點以及融閤的必要性。更重要的是，我期待這本書能夠深入講解這些技術是如何在實際應用中融閤，例如如何利用聲學定位來校準慣性導航的漂移，如何結閤水下地形匹配來提高定位精度等等。對於那些緻力於深海探測、海底資源勘探，乃至水下軍事活動的人們來說，這無疑是一本能夠提供寶貴理論指導和實踐經驗的著作。