无线电导航系统 吴德伟 9787121259524 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴德伟 著

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121259524

商品编码：29512205631

包装：平装

出版时间：2015-05-01

基本信息

书名：无线电导航系统

定价：39.00元

作者：吴德伟

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-05-01

ISBN：9787121259524

字数：364000

页码：213

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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无线电导航是20世纪发展起来的导航门类，特别是“二战”期间至今，由于军、民用的需求和电子技术的发展，无线电导航成为各种导航手段中应用广、发展快的一种，成为导航中的支柱门类。本书从系统的角度完整地介绍了军、民用现代无线电导航系统，内容包括导航的基本概念、相关知识，无线电导航系统的任务、构成、性能和发展，用于近程航空导航的中波导航系统、超短波定向系统、伏尔系统、地美仪系统、塔康系统、俄制近程导航系统，用于远程航空导航的罗兰C导航系统、卫星导航系统和自主无线电导航系统，用于飞机着陆引导的米波仪表着陆系统、分米波仪表着陆系统、微波着陆系统和雷达引导着陆系统。

目录

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作者介绍

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吴德伟，空军级专家、教授、博士生导师，长期从事导航工程专业教学科研工作，历任导航专业教员、室主任、系主任，现任军用导航实验教学示范中心主任、军用导航军队重点实验室主任，《仪表与微波着陆系统》军队优质课程负责人，《导航原理》省级精品课程负责人；主讲《导航原理》、《导航系统》和《导航装备》等课程。兼任空军高级专业技术资格评审委员会委员、全军武器装备科技奖评审委员会委员、空军通信军事理论研究专家组专业组副组长、国家自然科学基金委员会评议专家、中国航空导航学会副主任委员、陕西省电子学会理事、陕西省雷达与导航专业委员会主任委员。先后获军队级科技进步一等奖2项、二等奖3项、三等奖7项，多项成果得到推广应用，取得重大军事和经济效益。获得军队教学成果2项。在核心期刊和各类专业刊物及学术会议上发表学术论文80多篇，被EI检索15篇。

文摘

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序言

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深度解析：未来导航的基石——无线电导航系统 在信息爆炸、技术飞速发展的时代，精确、可靠的定位与导航能力已成为现代社会不可或缺的关键要素。从宏观的航空航天，到微观的个人出行，再到精密的工业自动化，一个无形却至关重要的网络——无线电导航系统，正悄然支撑着这一切的运行。本书《无线电导航系统》将带领读者深入探索这一复杂而迷人的技术领域，揭示其背后蕴含的科学原理、发展历程、核心技术以及广阔的应用前景。 一、 无线电导航的起源与演进：从星辰到波段的智慧 人类对导航的探索从未停止，从仰望星空，依靠日月星辰指引方向，到利用地磁罗盘辨别南北，再到如今高度依赖无线电信号，这一演进过程本身就是一部充满智慧与创新的历史。本书将回溯无线电导航系统的早期萌芽，详细介绍电磁波的发现及其在导航领域的初步应用。读者将了解到，最初的无线电导航系统是如何克服地理障碍，实现远距离通信的同时，也为精确导航奠定了基础。 我们会深入剖析无线电导航技术在不同历史时期的发展节点。从二战时期为军事目的而催生的远程导航系统，到冷战时期为满足战略需求而加速的精确制导技术，再到民用航空、航海领域对安全性和效率的不断追求，无线电导航系统始终与人类社会的需求同频共振。本书将重点梳理这些关键的技术突破，例如： 早期无线电信标系统 (Radio Beacons): 介绍其工作原理，如何通过发射特定频率的信号，配合接收端的方向性天线，帮助用户确定方向。 远程导航系统 (Loran): 深入解析Loran系统的工作机制，包括其链式站的同步发射，以及利用信号到达时间差 (Time Difference of Arrival, TDOA) 来进行定位的原理。我们将探讨Loran系统的优点与局限性，以及它如何在GPS出现之前扮演重要的角色。 航空领域的无线电信标与仪表着陆系统 (ILS): 重点阐述ILS如何通过水平和垂直方向的无线电信号指引飞机安全着陆，以及其在保障飞行安全方面不可替代的贡献。 军事导航系统的发展: 探讨在军事战略背景下，对导航精度、抗干扰能力提出的更高要求，以及由此催生的更先进的导航技术。 通过这一历史脉络的梳理，读者将深刻理解无线电导航系统并非一蹴而就，而是经过无数科学家和工程师的智慧结晶，不断迭代演进的产物。 二、 核心原理剖析：看不见的信号，看得见的精确 无线电导航的核心在于利用电磁波的传播特性来确定用户的空间位置。本书将以清晰易懂的语言，深入浅出地解析无线电导航系统的关键技术原理。我们将从电磁波的基本性质入手，讲解其频率、波长、传播速度等与导航相关的概念。 随后，我们将重点阐述几种主流的无线电导航定位技术： 距离测量 (Range Measurement): 讲解如何通过测量无线电信号从发射源到达接收端所需的时间，从而计算出距离。这涉及到信号的发射、传播和接收过程中的时间测量精度问题，以及如何通过多点测量来提高定位精度。 角度测量 (Angle Measurement): 介绍如何通过定向天线或多天线技术，测量信号到达的方向，从而确定用户相对于导航源的方位。我们将解析回声定位、相位差测向等技术。 时间差测量 (Time Difference of Arrival, TDOA): 这是许多现代导航系统的核心原理，例如GPS。本书将详细解释TDOA的工作机制，即通过比较不同导航信号到达接收器的时间差，来计算用户的位置。我们将深入探讨同步发射、伪随机噪声码 (PN Code) 的应用等关键技术，以保证信号的精确辨识和时间测量的准确性。 多普勒效应 (Doppler Effect) 的应用: 解释多普勒效应在某些导航系统中的应用，例如通过测量接收信号频率的变化来推断用户相对于导航源的相对速度，进而辅助定位。 本书将结合数学模型和图示，帮助读者理解这些原理的实现过程。例如，在讲解TDOA时，我们将展示如何利用双曲线的几何特性，通过两个或多个导航信号的到达时间差来确定用户的二维或三维位置。同时，我们也会讨论影响定位精度的各种因素，如信号衰减、多径效应、电离层延迟、大气折射等，并介绍相应的误差校正方法。 三、 主流无线电导航系统详解：GPS、北斗与未来展望 在全球化日益加深的今天，卫星导航系统已成为无线电导航技术最耀眼的名片。本书将投入大量篇幅，对当前主流的卫星导航系统进行详尽的介绍和对比分析。 全球定位系统 (GPS): 作为最早商用的卫星导航系统，GPS的出现无疑是无线电导航史上的里程碑。我们将详细解析GPS的系统构成，包括空间段（卫星星座）、地面控制段和用户段。深入讲解GPS信号的编码方式、工作频率，以及其用户接收机如何通过接收至少四颗卫星的信号来计算三维坐标和精确时间。我们还将探讨GPS的精度、可用性、以及其在民用和军事领域的影响。 北斗卫星导航系统 (BDS): 作为中国自主研发的全球卫星导航系统，北斗系统不仅在功能上媲美GPS，更在一些方面展现出独特的优势。本书将重点介绍北斗系统的独特性，包括其从区域导航向全球导航的演进历程，以及其混合星座（GEO、IGSO、MEO卫星）的设计理念。我们将深入分析北斗系统的关键技术，如短报文通信功能，以及其在高精度应用、服务可靠性方面的表现。 其他卫星导航系统: 除GPS和北斗外，本书还会简要介绍欧洲的伽利略系统 (Galileo)、俄罗斯的格洛纳斯系统 (GLONASS) 等，分析它们各自的特点、技术路线和发展现状，以及它们在全球导航领域扮演的角色。 除了卫星导航系统，本书还将继续拓展视野，介绍其他重要的无线电导航应用： 地面无线电导航系统: 重新审视Loran及其升级版本eLoran等系统，分析其在特定区域（如近海、陆地）作为卫星导航补充或备份的价值。 室内导航与定位技术: 探讨在GPS信号难以穿透的室内环境中，如何利用Wi-Fi、蓝牙、UWB（超宽带）等无线电技术实现高精度定位，以及这些技术在智能家居、工业制造、医疗健康等领域的应用。 惯性导航系统 (INS) 与无线电导航系统的融合: 讲解惯性导航系统如何利用陀螺仪和加速度计推算载体的位置、速度和姿态，以及将其与无线电导航系统（如GPS）进行融合，可以显著提高定位的连续性、稳定性和精度，尤其是在GPS信号受干扰或丢失的情况下。 四、 应用领域与未来发展：智慧时代的导航新维度 无线电导航系统的影响已经渗透到我们生活的方方面面，其应用领域之广泛，足以重新定义“位置”的概念。本书将以大量实际案例，展现无线电导航系统的强大能力： 交通运输: 汽车自动驾驶、航空器导航、船舶导航、高铁调度……无线电导航系统是这一切安全、高效运行的基石。我们将探讨其在交通流量管理、路径规划、碰撞预警等方面的作用。 地理信息系统 (GIS) 与测绘: 高精度的位置信息是GIS和测绘工作的核心。本书将阐述无线电导航技术如何赋能地理信息采集、地图绘制、土地测量等工作。 应急救援与公共安全: 在灾难发生时，精确的定位能力至关重要。无线电导航系统能够快速定位遇险人员，规划救援路线，协同救援力量。 军事应用: 精确制导武器、战场态势感知、部队协同作战……无线电导航系统在国防安全领域发挥着不可替代的作用。 科学研究: 地球科学、空间科学、海洋学等领域，都需要精确的定位数据来支撑科学研究的开展。 个人消费: 智能手机中的地图导航、共享单车定位、运动轨迹记录……无线电导航技术已经深入每一个人的日常生活。 展望未来，无线电导航系统仍在不断演进，以满足日益增长的需求。本书将探讨当前技术面临的挑战，例如： 信号易受干扰与欺骗: GPS等信号容易受到自然环境（如电离层干扰）或人为干扰（如GPS欺骗）的影响，这在高可靠性要求的场景下是一个严峻的挑战。 多径效应与室内定位精度: 在城市峡谷或室内环境中，信号反射导致的多径效应会严重影响定位精度。 功耗与成本: 对于低功耗、低成本的物联网设备，如何实现精确的定位是一个持续的研究方向。 针对这些挑战，本书将介绍当前正在进行的以及未来可能的发展方向，包括： 多系统融合导航 (Multi-System Fusion Navigation): 强调结合多种导航源（如GPS、北斗、惯性导航、视觉导航、Wi-Fi定位等）以提高系统的鲁棒性和精度。 抗干扰与反欺骗技术: 介绍新的信号处理算法、加密技术，以及利用多个信号源进行交叉验证等方法，来增强系统的安全性。 低功耗、高精度室内定位技术: 探索新的通信协议、传感器技术以及基于机器学习的定位算法。 量子导航的潜力: 简要介绍量子技术在导航领域的初步探索，以及其未来可能带来的颠覆性变革。 与人工智能的深度融合: 探讨如何利用人工智能技术来优化导航算法、提升定位精度、预测导航误差，以及实现更智能化的导航服务。 《无线电导航系统》不仅仅是一本技术手册，更是一次对人类探索未知、定义空间能力的深刻洞察。通过本书，读者将构建起对无线电导航系统的全面认知，理解其核心原理，洞悉其发展脉络，并展望其在塑造未来智慧世界中的无限可能。无论您是专业研究人员，还是对前沿技术充满好奇的探索者，本书都将为您打开一扇通往精确世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

对于一个已经有些基础的从业者来说，这本书的价值在于它的“校验”功能。在阅读了大量碎片化资料后，我需要一本权威性的著作来帮助我梳理和确认我的认知框架是否完整。这本著作恰好完成了这个任务。作者在定义关键术语时，极其严谨，避免了行业内常见的语义模糊地带。比如，对于“伪距”和“载波相位”的精度差异分析，他不仅给出了理论上的数量级对比，还结合了实际观测数据的统计特性进行了说明，这一点对我后续的数据处理工作提供了极大的指导。此外，书中对不同导航系统的历史演进脉络的梳理也令人称道，它让你明白现在的技术是如何一步步走到今天的，哪些是历史的必然，哪些是技术选择的偶然。通读下来，我感到自己的知识体系仿佛被重新加固和校准了一遍，那种踏实感是其他任何资料都无法替代的。这本书，可以作为工具书常备案头，随时翻阅以深化理解。

评分☆☆☆☆☆

打开这本书，扑面而来的是一种深厚的学术底蕴，但绝非那种束之高阁的纯理论。我发现作者在组织章节时，非常注重知识的递进和螺旋上升。初看之下，某些公式推导似乎略显复杂，但当你把后续章节中应用这些公式的实例结合起来看时，一切豁然开朗。这本书的阅读过程就像是攀登一座知识的高峰，每向上一个台阶，视野就开阔一分。我特别关注了其中关于“误差源分析”的论述，作者对误差的分类细致入微，从大气层折射到接收机内部的非线性失真，几乎涵盖了所有可能的干扰项，并且给出了量化评估的建议。这种细致入微的态度，体现了作者在实际工作中遇到的无数次挫折和积累的宝贵经验。它不像有些新近出版的书籍那样，仅仅停留在对最新标准和协议的描述上，而是深入到了物理层和信号处理的底层逻辑，确保读者掌握的知识是具备长久生命力的。

评分☆☆☆☆☆

我最近在准备一个关于时间同步和定位精度的项目报告，手头翻阅了好几本参考书，但真正能让我感到“醍醐灌顶”的，还是这本大部头。与其他偏重于特定传感器或软件实现的著作不同，它似乎更高屋建瓴地审视了整个无线电导航生态。最让我印象深刻的是关于“系统韧性”的讨论，这在当前地缘政治和电磁环境日益复杂的背景下显得尤为重要。作者不仅讲解了如何提高精度，更着重探讨了如何在恶劣环境下保持服务的连续性和可靠性。这种前瞻性的视角，使得这本书超越了单纯的技术手册范畴，更像是一部关于工程哲学的著作。我特别喜欢它在阐述“冗余设计”和“信息融合”时所采用的类比，它将复杂的矩阵运算和概率模型，转化成了听觉和视觉的联觉体验，极大地降低了抽象概念的理解门槛。这本书的价值，在于它教你如何“思考”导航系统，而不是简单地“实现”一个模块。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的阅读体验相当“硬核”，但绝对是那种“啃下来收获巨大”的类型。我尤其欣赏作者在处理不同导航体制间的对比时所展现出的那种批判性思维。他没有简单地罗列各种系统的优缺点，而是深入剖析了各自设计哲学背后的权衡取舍。比如，在深入讲解某一特定导航源的精度限制时，作者会毫不犹豫地指出当前技术路线的瓶颈所在，这在很多美化性的教材中是看不到的。这种坦诚的态度让我对作者产生了强烈的信赖感。书中的案例分析部分，虽然篇幅不算特别多，但每一个都像是经过千锤百炼的实战经验总结。我记得有一处关于“杂波抑制”的章节，作者给出了一个巧妙的滤波算法设计思路，那种将看似无关的数学工具巧妙嫁接到实际工程问题上的手法，简直是灵光乍现。整本书的行文风格是那种老派学者的严谨，句式偏长，逻辑链条极强，需要读者全神贯注，但回报是扎实的、不易遗忘的知识体系构建。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书刚拿到手里，我就被它精美的装帧和扎实的用料所吸引。扉页上印着的作者名字——吴德伟，带着一种沉稳可靠的气息。我带着极高的期待翻开了第一章，首先映入眼帘的是对导航基本原理的细致阐述，那种深入浅出的讲解方式，仿佛作者就坐在我身边，耐心地为我这位初学者答疑解惑。书中对电磁波传播特性的分析尤为精彩，不同于我过去接触的那些教科书，它没有过多冗余的数学推导，而是将复杂的物理现象用非常直观的图示和生活化的比喻串联起来，让人在理解的同时，也能感受到一种逻辑上的美感。特别是涉及到信号的衰减和多径效应时，作者的处理方式极其到位，既展现了理论的高度，又不失工程实践的温度。读到后半部分关于系统架构的部分，我深感此书的价值所在，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一份精心绘制的蓝图，勾勒出整个无线电导航领域的宏大图景。对于任何一个想系统性掌握这一领域知识的工程师或学生而言，这本书无疑提供了一个坚实可靠的起点，甚至可以说是灯塔般的存在。