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張小紅，李徵航，喬俊軍，閆利，黃勁鬆 等 著

圖書標籤:

• 導航學
• 航海
• 航空
• 地理
• 定位
• 測量
• 船舶
• 飛行
• 方嚮
• 製導

齣版社： 武漢大學齣版社

ISBN：9787307188648

版次：1

商品編碼：12105539

包裝：平裝

叢書名： 高等學校導航工程專業規劃教材

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

頁數：330

字數：495000

內容簡介

本書共11章，係統闡述瞭導航學的內涵、導航的基本概念、導航學的基礎理論（包括坐標係統、時間係統、導航圖及其投影等）、導航定位的基本數學模型、導航的基本技術方法，以及導航應用等。學生通過本課程的學習，掌握導航學的基礎理論與方法，為今後進一步深入學習導航係統原理與方法打下基礎。

作者簡介

張小紅，男，工學博士，現任武漢大學“珞珈學者”特聘教授、博士生導師、空間定位與導航工程研究所所長。兼任國際大地測量協會（IAG）非差模糊度解算及PPP-RTK 工作組主席，CPGPS 協會執行委員會委員，中國衛星導航定位協會教育與發展專業委員會主任委員，中國測繪學會大地測量專業委員會委員，《導航定位學報》、《全球定位係統》等雜誌編委等。主要從事衛星導航定位技術及其應用、組閤導航等方麵的教學和研究工作。先後主持國傢863、國傢自然科學基金、武漢市晨光計劃等科研項目十餘項，參加國傢973、創新研究群體科學基金、國傢自然科學基金、國際閤作等科研項目三十餘項；獲省部級科技進步奬5項。

目錄

第1章 緒論
1.1 導航學的內涵
1.2 導航發展簡史
1.3 常用的幾種導航定位技術
1.4 導航技術的發展趨勢

第2章 導航學基礎知識
2.1 地球上的坐標和距離
2.2 地麵方嚮
2.3 地球上的時間和日期
2.4 描述運動物體的狀態參量
2.5 誤差及精度
2.6 導航常用的參數量綱
2.7 航標

第3章 地球形狀及其物理場
3.1 地球形狀
3.2 大地水準麵與地球橢球
3.3 地球重力場
3.4 地球磁場

第4章 地球橢球及其數學計算
4.1 地球橢球的幾何參數及其相互關係
4.2 大地坐標係、空間直角坐標係及其相互關係
4.3 地心緯度、歸化緯度及其與大地緯度間的關係
4.4 地球橢球上的麯率半徑
4.5 橢球麵上的弧長計算
4.6 法截綫與大地綫
4.7 大地主題解算
4.8 導航中大地綫長度的計算方法
4.9 把地麵觀測值歸算至橢球麵

第5章 時間係統
5.1 有關時間係統的一些基本概念
5.2 恒星時與平太陽時
5.3 曆書時（Ephemeris Time，ET）
5.4 原子時及原子鍾
5.5 協調世界時、GNSS時和地球時
5.6 時間傳遞及時間比對
5.7 導航學中使用的長時間計時方法

第6章 坐標係統
6.1 地球運動與天球的基本概念
6.2 國際天球參考（坐標）係及其參考框架
6.3 地球坐標係
6.4 導航常用坐標係
6.5 導航常用坐標係之間的轉換

第7章 導航地圖的數學基礎
7.1 地圖與導航電子地圖
7.2 地圖投影的基本理論
7.3 導航地圖常用的投影

第8章 導航定位基本原理及觀測模型
8.1 距離差交會
8.2 空間距離交會
8.3 方嚮交會
8.4 特徵匹配概述
8.5 地圖匹配
8.6 地形輔助導航
8.7 地磁場匹配導航
8.8 重力匹配輔助導航
8.9 航位推算
8.10 姿態確定

第9章 航路規劃
9.1 航路點、航路及航路規劃
9.2 各類載體航行的特點
9.3 大洋航行
9.4 航路規劃
9.5 Diikstm最短路徑算法

第10章 導航係統
10.1 導航係統概述
10.2 距離差交會的導航定位係統
10.3 空間距離交會的導航定位係統
10.4 方嚮交會的導航定位係統
10.5 慣性導航係統
10.6 地形輔助導航係統
10.7 INS／地磁匹配組閤導航係統
10.8 重力匹酉己／INS組閤導航係統

第11章 導航應用
11.1 導航應用分類
11.2 海上導航應用
11.3 航空導航應用
11.4 陸地導航應用
11.5 水下導航應用
11.6 深空導航應用
參考文獻

前言/序言

《星圖引路》 內容簡介： 《星圖引路》是一部深入探討人類探索未知、跨越界限的宏大史詩，它並非一部單純的地理或航海教科書，而是以一種更為哲學和人文的視角，審視瞭人類文明在浩瀚宇宙和崎嶇大地上的漫長徵程。本書將帶領讀者穿越時空，迴溯那些點亮文明火炬的偉大時刻，聚焦那些在黑暗中摸索、在迷霧中前行、在絕境中尋找齣路的先行者們。 本書並非聚焦於具體的航海技術或 navigational aids 的操作指南。取而代之的是，它將目光投嚮瞭那些促使人類産生“導航”這一概念的深層動因：好奇心、對生存的渴望、對未知的恐懼與迷戀，以及對超越自身局限的永恒追求。從早期人類遷徙時對星辰軌跡的樸素觀察，到古代文明中對山川河流的命名與認知，再到近代地理大發現中對遙遠大陸的夢想與開拓，每一個故事都摺射齣人類試圖理解和掌控自身所處環境的努力。 《星圖引路》首先從人類意識的黎明開始，探討瞭早期智人如何通過對自然現象的感知，逐步形成對空間和方嚮的基本認識。這包括瞭對太陽東升西落的規律性觀察，對月相變化的理解，以及對夜空中閃爍星辰的敬畏。這些早期的“導航”並非是技術性的，而是深刻地根植於生存本能和對宇宙秩序的初步感知。《星圖引路》將細緻地描繪這些早期人類如何利用最原始的自然綫索，在陌生的環境中尋找食物、水源，規避危險，並最終將這些知識代代相傳。 隨後，本書將筆觸轉嚮瞭古老文明的智慧。作者將深入研究古代文明，如美索不達米亞、古埃及、瑪雅、中國等，在發展其農業、貿易和城市建設過程中，如何對地理環境進行係統性的認知和利用。我們將看到，那些宏偉的金字塔、精密的古代天文觀測颱，以及那些刻在石闆上的星圖，不僅僅是宗教或藝術的象徵，更是那個時代人類對空間、時間和宇宙理解的深刻體現，以及其在實際生活中的應用。例如，古埃及人如何通過對尼羅河泛濫的精確預測來規劃農業生産，中國古代的天文學傢如何通過對星象的觀測來確定節氣和王朝的統治閤法性。 《星圖引路》將著重探討古代航海傢和探險傢們所麵臨的挑戰，以及他們如何依靠有限的工具和非凡的智慧，開闢齣全新的航綫。本書將不拘泥於技術細節，而是著重於他們的勇氣、他們的決策過程，以及他們在麵對無垠大海時的心理狀態。我們將迴顧那些傳說中的航海民族，如腓尼基人、波利尼西亞人，他們如何在沒有精密儀器的情況下，通過對洋流、風嚮、海鳥和星辰的細緻觀察，徵服瞭遼闊的海洋，並將文明的火種傳播到世界各地。《星圖引路》將力求還原這些偉大的探險傢們在齣發前的決心，航行中的堅持，以及歸航時的榮耀，展現人類不屈不撓的探索精神。 隨著曆史的推進，《星圖引路》將探討在中世紀和文藝復興時期，航海技術的逐漸發展如何改變瞭世界的格局。但本書不會淪為技術史的羅列，而是將重點放在這些技術進步背後的人文意義：它們如何拓展瞭人類的視野，如何促進瞭不同文明之間的交流與碰撞，以及它們如何挑戰瞭人們固有的認知和世界觀。本書將詳細闡述那些偉大的地理發現，但更側重於這些發現所帶來的哲學思考：人類是否孤立存在？世界究竟有多大？我們自身的渺小與偉大並存的悖論。 《星圖引路》還會審視那些在陸地上艱難跋涉的探險傢們，他們如何在原始叢林、冰封苔原、險峻山脈中尋找齣路。無論是馬可·波羅的東方之旅，還是達·伽馬的印度航綫，抑或是後來深入非洲內陸和美洲大陸的探險，這些故事都充滿瞭艱辛、危險和對未知的強烈渴望。本書將捕捉這些探險者們在荒野中求生的智慧，他們在與未知文明接觸時的睏惑與學習，以及他們帶迴的寶貴信息如何重塑瞭當時的地理認知和文化交流。 此外，《星圖引路》還將觸及更廣泛意義上的“導航”——在人類思想史和科學發展史上的“導航”。它將探討哲學傢們如何繪製齣人類思想的地圖，科學傢們如何通過實驗和理論探索物質世界的奧秘，藝術傢們又如何通過創作引領人們的精神世界。《星圖引路》認為，這種對未知領域的探索，對規律的尋找，以及對自身理解的不斷深化，與物理空間上的導航有著異麯同工之妙，它們都是人類超越現有認知界限的驅動力。 本書將不會提供任何實用的導航技巧，不會教授如何使用羅盤、六分儀或GPS。取而代之的是，它旨在激發讀者對人類探索精神的深刻理解和敬意，引導讀者思考“方嚮”的意義，不僅是物理意義上的方嚮，更是生命方嚮、精神方嚮的探索。通過對曆史長河中無數探索者故事的梳理和解讀，《星圖引路》希望喚醒讀者內心深處的好奇心和求知欲，鼓勵他們在各自的人生旅途中，勇敢地邁齣探索未知的第一步，並在這個過程中，找到屬於自己的獨特“星圖”和“引路”。 《星圖引路》是一部關於人類精神的地圖，一部關於永不停止的遠徵的敘事。它將以充滿人文關懷的筆觸，描繪人類在不同時代、不同地域，以各種方式探索和理解世界的過程，展現瞭人類文明在追尋“何處去”與“何以為”的永恒命題中，所展現齣的非凡智慧、勇氣與韌性。本書的目標是讓讀者在閤上書本之後，能夠對人類文明的過去有更深刻的認識，對未來的探索有更多的憧憬，並對自身在浩瀚宇宙中的位置有更廣闊的思考。它是一次精神上的遠航，邀請每一位讀者一同啓程。

評分☆☆☆☆☆

我最近入手瞭一本關於“導航學”的書，雖然我之前對這個領域幾乎一無所知，但這本書的封麵設計就深深吸引瞭我，那種嚴謹又不失藝術感的排版，似乎預示著內容的深度和廣度。我非常期待它能帶領我進入一個充滿未知但又令人著迷的世界。翻開書頁，我首先被序言中作者對人類探索精神的贊美所打動，那種對未知的好奇心和徵服欲，正是驅動我們不斷前行的動力。我腦海中浮現齣古代航海傢們在大海上辨彆方嚮、追尋新大陸的壯麗畫麵，也聯想到如今GPS係統如何精準地指引我們穿越都市的迷宮。這本書是否會從曆史的維度，梳理齣導航技術的演進脈絡？從古老的星象觀測，到指南針的發明，再到現代衛星導航的飛躍，這其中的智慧結晶是否會被生動地展現齣來？我特彆好奇作者會如何解析那些看似神秘的航海術語，例如“方位角”、“測天儀”、“天文導航”等等，它們聽起來就像是通往另一個世界的咒語，蘊含著古老而強大的力量。我希望這本書能像一位經驗豐富的嚮導，將那些復雜的理論以一種我能夠理解的方式呈現，讓我不僅知道“是什麼”，更能理解“為什麼”。也許，它會從物理學的原理齣發，解釋磁場如何影響指南針，光綫如何摺射，甚至引力如何被利用。我渴望在閱讀的過程中，逐漸構建起一個清晰的知識框架，讓“導航學”不再是遙不可及的概念，而是觸手可及的科學。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常吸引人，有一種探索未知、徵服自然的視覺衝擊力，讓我對內容充滿瞭期待。我猜測，這本書很可能會從基礎的地理知識入手，比如經緯度、地球形狀等，然後逐步深入到更復雜的導航原理。我特彆好奇，書中是否會詳細介紹各種導航工具的曆史演變？從原始的木棍和影子，到精密的電子設備，每一步技術革新背後都凝聚著人類的智慧。我腦海中浮現齣那些偉大的航海傢，他們是如何依靠有限的工具，在浩瀚的海洋中找到方嚮的？是否會解讀那些古代航海圖上的神秘符號，以及它們所代錶的航行經驗？而且，我很好奇，書中是如何解釋現代導航技術，比如GPS、GLONASS、北鬥等衛星導航係統的運作原理的。它們是如何通過復雜的信號處理和算法，來實現精準定位的？我希望這本書能用清晰易懂的語言，解釋那些專業術語，比如“多普勒效應”、“信號傳播延遲”、“相對論修正”等等，讓我能夠理解其背後的科學邏輯。此外，我也希望能看到書中涉及一些實際的應用案例，比如如何在地質勘探、科學考察、應急救援等領域，發揮導航技術的重要作用。我渴望在這本書中，找到關於人類如何認識世界、改造世界，以及不斷拓展生存空間的故事。

評分☆☆☆☆☆

這本書的質感和裝幀都透露著一種精心打磨的專業性，讓我對接下來的閱讀充滿瞭積極的預設。我很想知道，這本書會如何構建起一個關於“導航”的完整圖景。從最基礎的“知道我在哪裏”，到“我想去哪裏”，再到“如何高效地到達”，這其中涉及到的科學和技術是多麼的豐富。我猜想，書中很可能會深入探討人類在不同環境下的導航策略，比如在陸地上如何利用地形地貌和地標，在海上如何依靠天體和水流，以及在空中又需要哪些輔助手段。我尤其好奇，作者是如何處理那些看似抽象的導航概念的，比如“航跡推算”是如何工作的，它在沒有外部參照物的情況下，如何維持定位精度？而“誤差修正”機製又有哪些，如何保證導航的可靠性？我希望這本書能夠超越簡單的技術介紹，去探討導航學背後蘊含的哲學思考，例如人類對空間的感知能力，以及科技如何改變我們與環境的關係。也許，書中會提及一些關於“路徑規劃算法”的內容，雖然聽起來有些技術性，但我相信作者會用一種易於理解的方式來呈現。我渴望在這本書中，找到關於人類如何在這個復雜的世界中，找到自己的方嚮，並最終實現目標的那份智慧和勇氣。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《導航學》，第一感覺就是它絕對不是那種流於錶麵的科普讀物。書的整體風格給人一種紮實、嚴謹的學術氣息，但我又相信作者一定有能力將深奧的知識以一種引人入勝的方式呈現。我特彆好奇，這本書會如何勾勒齣導航技術在人類文明發展中的重要地位。從古代的部落遷徙、商貿往來到現代的全球化進程，導航似乎一直扮演著至關重要的角色。我想知道，書中是否會探討不同文化背景下的導航方式？比如，太平洋島嶼上的古代航海者，是如何在沒有羅盤的情況下，僅憑海浪的紋理、海鳥的飛行方嚮，以及對星辰的熟悉程度，就能穿越廣闊的海洋？或者，書中是否會涉及現代導航係統背後的復雜算法和技術？例如，GPS是如何通過多顆衛星的信號協同工作，實現厘米級的定位精度，又或者，慣性導航係統是如何在沒有外部信號的情況下，依然能提供高精度的位置和姿態信息。我更期待的是，這本書能夠啓發我思考，導航學不僅僅是關於“在哪裏”，更是關於“如何到達”。它可能觸及到路徑規劃、最優解搜索，甚至是對不確定性的處理。我希望這本書能帶我進入一個更宏大的視野，去理解導航學如何影響著我們的生活，以及它在未來科技發展中的潛力和可能性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的包裝和裝幀都做得相當精緻，觸感細膩，散發著一種知識沉澱的厚重感。當我迫不及待地翻開，一個引人入勝的開篇立刻抓住瞭我的眼球。作者以一種極其生動的語言，描繪瞭人類在漫長曆史中，是如何一次次挑戰自然的極限，依靠智慧和工具，在茫茫宇宙和浩瀚海洋中尋找方嚮的。我仿佛看到瞭哥倫布船隊在未知海域中，憑著一紙星圖和手中的指南針，堅定地駛嚮黎明；又或是現代登山者，在險峻的山峰上，依靠GPS設備和地形圖，精準地規劃每一次攀登的路綫。這本書是否會深入探討那些支撐起這一切的科學原理？例如，關於地球磁場變化的奧秘，不同類型的羅盤在實際應用中的精度差異，以及各種天文導航方法的數學模型。我尤其希望能夠瞭解，在沒有現代科技的時代，古人是如何通過觀察太陽、月亮和星星的運動軌跡，來判斷方位的。那些關於“六分儀”、“象限儀”的描述，是否會伴隨著精美的插圖，讓我們直觀地感受到這些古老儀器的魅力？我設想著，這本書或許會包含大量案例分析，從曆史上的著名航行事件，到現代科技在航空、航海、甚至太空探索中的應用，來印證導航學的重要性。我渴望在字裏行間，感受到人類智慧的閃光，以及科技進步的巨大力量。