现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张光明 著

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• 导航技术
• 飞行技术
• 现代导航
• 惯性导航
• 卫星导航
• 雷达导航
• 自动导航
• 航空教材
• 飞行专业
• 导航方法

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564356514

版次：1

商品编码：12239720

包装：平装

丛书名： 飞行技术专业系列教材

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：220

字数：358000

正文语种：中文

内容简介

　　现代导航技术与方法是现代民用航空器飞行员必须掌握的基本理论和基本技能。
　　《现代导航技术与方法》以卫星导航技术为核心、以飞行管理系统集成应用为出发点，内容涵盖了中国民航航线运输飞行员相关专业知识。
　　《现代导航技术与方法》中详细介绍了优选定位系统、优选导航卫星系统、惯性导航系统、飞行管理系统、基于性能的导航等知识技术及应用要求，理论与实际相结合，可供民航飞行技术专业本科生、载运工具运用工程硕士研究生使用，也可供相关专业学生和相关技术岗位工作人员参考。

内页插图

目录

第1章 民用航空导航技术概论
1．1 导航技术定义
1．2 导航技术发展史
1．3 导航技术和导航系统分类
1．4 现代导航的特点
思考题

第2章 全球定位系统
2．1 概述
2．2 GPS坐标系统、时间系统和卫星星座
2．3 GPS系统组成
2．4 GPS卫星信号
2．5 GPS导航定位原理与接收机
2．6 GPS导航定位误差
2．7 差分GPS技术
2．8 GPS现代化
思考题

第3章 全球导航卫星系统
3．1 概述
3．2 GLONASS系统
3．3 Galileo系统
3．4 BDS系统
3．5 GNSS导航性能
3．6 GNSS增强系统
思考题

第4章 惯性导航系统
4．1 概述
4．2 惯性导航基础知识
4．4 平台式惯导系统
4．5 捷联式惯导系统
4．6 惯导系统的初始校准
4．7 惯导系统的误差
4．8 组合式惯导系统
思考题

第5章 飞行管理系统
5．1 概述
5．2 FMS基本组成及功能
5．3 FMS工作原理
5．4 8737NG飞行管理系统
5．5 A320系列飞行管理系统
思考题

第6章 基于性能的导航
6．1 概述
6．2 PBN实施计划
6．3 基于性能的导航概念
6．4 机载性能监视和告警
6．5 RNAV导航规范
6．6 RNP导航规范
6．7 PBN程序设计
6．8 PBN实施过程及实例
思考题

第7章 航行新技术介绍
7．1 概述
7．2 广播式自动相关监视
7．3 电子飞行包
7．4 平视显示器
7．5 增强飞行视景系统
思考题

参考文献

前言/序言

　　现代导航技术与方法是现代民用航空器飞行员必须掌握的基本理论、基本技能和方法。它涵盖了现代导航技术、设备和系统的组成和基本原理、系统功能及性能、飞行应用、运行要求，以及飞行员使用方法、操作程序等。
　　随着现代科技的快速发展，近年来在民用航空器装备制造、民用航空飞行运行等领域，先后引入和使用了大量先进技术。伴随卫星导航技术在民用航空的广泛应用，民用航空导航系统和导航技术发生了革命性变革，，以卫星导航技术为核心的新技术全面推广应用，为国际民航界飞行运行安全等级不断提高奠定了坚实的基础。与此同时，数字化航空，特别是以数据驱动民用航空飞行运行的时代已经到来，航空数据已成为现代飞行运行的重要基础和支撑。为了充分发挥现代民用航空器的性能优势，现代航空器飞行员必须不断充实相关专业知识，不断提高飞行操控技能。现代民用航空器飞行员，尤其是大中型民用运输航空器飞行员，不仅是基本操纵人员，更是高级管理人员，在整个飞行运行过程中必须按程序正确操纵和管理，充分发挥航空器的性能，确保飞行运行安全，获取更高的经济效益和社会效益，充分体现民用航空安全、高效、便捷等特点。
　　现代大中型民用航空器的典型特征之一，是加装和使用了先进的、高度集成的飞行管理系统。飞行管理系统对来自各种机载传感器的数字数据信息进行综合计算和判断，并对自动飞行控制系统、推力系统及伺服器等发出指令，实现对航空器的综合优化操控和管理。飞行员不仅仅是航空器飞行运行过程“人、机、环”中最重要的组成部分，也是机载飞行管理系统的直接参与者和指令官，还是飞行管理系统这一现代民用航空器“大脑”的“中枢”。
　　本书以卫星导航技术为核心、以飞行管理系统集成应用为出发点，内容涵盖了中国民航航线运输飞行员相关专业知识。书中详细介绍了全球定位系统（GPS）、全球导航卫星系统（GNSS）、惯性导航系统（INS/IRS）、飞行管理系统（FMS）、基于性能的导航（PBN）等知识技术及应用要求，简单介绍了自动相关监视（ADS-B）、电子飞行包（EFB）、平视显示器（HUD）、增强飞行视景系统（EFVS）等知识技术及应用。在本书编写过程中，牢牢把握现代导航理论与飞行运行实际相结合、现代导航技术和方法与民航法规相结合的基本原则。在理论的广度、深度上，力争做到适度；在概念、方法上力争做到准确无误。本书内容广泛借鉴和吸收了中国民航、国际民航组织以及欧美等民航发达国家现代导航技术和方法的新理论、新方法、新成果，同时结合作者在现代导航技术领域长期研究的成果，结合民航飞行技术、空中交通管理、载运工具运用工程（硕士研究生）、交通工程（硕士研究生）等专业教学经验，合理选取内容、安排层次、阐述概念、介绍技术和方法，力求使读者，尤其是飞行技术专业学生开阔视野，掌握现代导航基本技术、基本方法及应用特点，进一步提高航线运输飞行员在飞行运行过程中发现问题、分析问题、解决问题的能力。
　　全书共分7章，第1章介绍民用航空导航技术，第2章介绍全球定位系统（GPS），第3章介绍全球导航卫星系统（GNSS），第4章介绍惯性导航系统（INS/IRS），第5章介绍飞行管理系统（FMS），第6章介绍基于性能的导航（PBN），第7章介绍相关航行新技术。本书主要由张光明编著，第1章、第3章、第5章（5.1、5.2、5.3节）、第6章、第7章由张光明独立撰写，第2章由肖欢畅、张光明合作撰写，第4章由林娜独立撰写，第5章（5.4，5.5节）由陈明强独立撰写。
　　在本书编写过程中，得到了中国民航局飞行标准司、中国民航局空管局、民航各地区管理局、中国国际航空公司、中国东方航空公司、中国南方航空公司、海南航空公司等公司、厦门航空公司、山东航空公司、四川航空公司、深圳航空公司、吉祥航空公司、中国民航飞行学院等（教务处、飞标处、飞行技术学院等）大力支持，得到了波音公司、空客公司、霍尼韦尔公司、洛克韦尔柯林斯公司、泰雷兹公司、杰普逊公司、汉莎系统公司等帮助。赵巍巍老师及翟豪、王红力、朱琰、陈合理、董程兵、于珊、钟文豪、张梦龙、王秋拾等研究生也参与了相关工作，在此一并表示感谢。
　　本教材主要供民航飞行技术专业本科生、载运工具运用工程硕士研究生使用，同时也可供空中交通管理、飞行签派、航行情报等专业学生参考使用，对民航相关技术岗位在职工作人员、研究人员、航空爱好者也具有参考价值。
　　鉴于现代导航技术和方法不断发展、航行新技术应用要求不断变化，限于时间、水平和资料的更新速度，本书中难免有不足之处，恳请读者批评指正。

陆海空天一体化导航定位技术理论与实践 本书紧密围绕现代导航定位领域的前沿进展，深入剖析陆、海、空、天等多平台、多系统融合的导航技术，旨在为读者构建一个系统、全面、前瞻性的知识框架。全书内容聚焦于理论构建、关键技术攻关与实际应用案例分析，力求为相关领域的科研人员、工程师以及高等院校师生提供一份详实可靠的参考。 第一部分：导航定位技术基础理论与发展脉络 本部分将从导航定位的哲学思辨与历史演进入手，为读者打下坚实的理论基础。我们将追溯自古人类对位置的认知探索，从天文导航、地文导航等经典方法，逐步深入到现代惯性导航、卫星导航、雷达导航等核心技术的发展历程。详细阐述各导航体制的原理、精度指标、优劣势以及相互之间的关系。 1.1 导航定位的定义、基本概念与分类： 明确导航与定位的区别与联系，介绍常用的导航定位术语（如航向、航迹、速度、位置、姿态等），以及按照不同标准（如平台类型、参考系、测量原理等）对导航定位技术进行的分类。 1.2 导航定位技术发展简史： 从古代的星象导航、领航到近代的钟表导航、罗盘导航，再到现代的惯性导航、无线电导航、卫星导航、视觉导航等，梳理技术演进的关键节点和里程碑事件。 1.3 导航定位的基本几何模型与坐标系： 深入讲解地理坐标系、大地坐标系、空间直角坐标系、传感器坐标系等常用坐标系的定义、转换关系及其在导航定位中的作用。分析地心、地体、站心等不同参考框架的物理意义。 1.4 导航信息融合的基本原理： 探讨多种导航信息源（如GNSS、INS、测距、测速、气象数据等）的融合策略，介绍卡尔曼滤波、粒子滤波等常用的数据融合算法，并分析不同滤波算法在不同应用场景下的适用性。 1.5 导航误差分析与补偿： 深入剖析影响导航精度的各类误差源，包括传感器误差、模型误差、环境误差、计算误差等。讲解误差传播的原理，以及多种误差补偿和校正方法，如标定、校准、自适应滤波等。 第二部分：核心导航技术深度解析 本部分将对当前主流的导航技术进行深度剖析，从基本原理到具体实现，再到性能评估，力求做到详尽。 2.1 惯性导航系统（INS）理论与应用： 2.1.1 惯性器件原理与分类： 详细介绍陀螺仪（如机械陀螺、光纤陀螺、MEMS陀螺）和加速度计（如石英挠性、压电、MEMS加速度计）的工作原理、技术指标（如零偏、漂移、尺度因子、轴不对准等）及其对系统性能的影响。 2.1.2 惯性导航方程推导与解算： 从牛顿力学出发，推导不同参考系下的惯性导航方程，包括位置、速度、姿态的微分方程。讲解欧拉方程、四元数等姿态描述方式及其在导航解算中的应用。 2.1.3 惯性导航系统误差模型与补偿： 详细分析惯性器件的静态和动态误差，以及地球自转、平台倾斜等地球物理效应对导航精度的影响。讲解如何建立精确的误差模型，并利用滤波算法进行实时补偿。 2.1.4 INS/GNSS组合导航： 深入探讨INS与GNSS（全球导航卫星系统）的互补性，分析组合导航的优势。详细介绍组合导航的紧耦合、松耦合、半紧耦合等实现方式，以及卡尔曼滤波在组合导航中的具体应用。 2.2 全球导航卫星系统（GNSS）原理与关键技术： 2.2.1 GNSS系统概述： 介绍GPS、GLONASS、Galileo、北斗等主流GNSS系统的卫星星座设计、信号结构、导航电文格式以及基本工作原理。 2.2.2 GNSS接收机原理与信号处理： 深入讲解GNSS信号的捕获、跟踪、伪码测量、载波相位测量等关键技术。分析多径效应、电离层延迟、对流层延迟等误差源及其校正方法。 2.2.3 GNSS高精度定位技术： 详细介绍差分GNSS（DGNSS）、实时动态差分（RTK）、精确单点定位（PPP）等技术原理、实现方式及其精度提升机制。 2.2.4 GNSS抗干扰与欺骗技术： 分析常见GNSS干扰（如同频干扰、带外干扰）和欺骗（如伪码欺骗、载波欺骗）的原理，并介绍相应的抗干扰（如波束成形、滤波）和反欺骗技术。 2.3 其他辅助导航技术： 2.3.1 无线电导航技术： 介绍传统的超长波、长波、中波导航系统（如Loran-C/eLoran）以及现代的地面无线电定位技术（如Wi-Fi RTT、蓝牙AoA/AoD）的工作原理、特点与应用。 2.3.2 视觉导航与SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）： 深入解析基于视觉特征的导航技术，特别是SLAM技术。介绍单目、双目、RGB-D相机在SLAM中的应用，以及视觉里程计、回环检测、地图构建等关键技术。 2.3.3 激光雷达导航与点云匹配： 阐述激光雷达（LiDAR）在导航中的作用，重点介绍基于点云匹配的定位（如ICP算法）和SLAM技术。 2.3.4 地磁导航与天文导航： 探讨地磁场信息在导航中的应用，以及天体（如太阳、恒星）信息在传统与现代导航中的地位。 2.3.5 气压高度计与航迹推算： 分析气压高度计的工作原理及其在辅助定位中的作用，讲解航迹推算（Dead Reckoning）的基本概念和局限性。 第三部分：陆海空天一体化导航体系构建与应用 本部分将聚焦于如何将上述各种导航技术有机地融合，形成强大、可靠的陆海空天一体化导航定位体系，并深入分析其在不同领域的实际应用。 3.1 陆地导航定位技术与应用： 3.1.1 城市环境下的导航挑战与解决方案： 分析城市峡谷效应、遮挡、多径等对GNSS信号的影响，重点介绍惯性导航、视觉导航、激光雷达导航、Wi-Fi/蓝牙室内定位等在城市环境下的融合应用。 3.1.2 室内与地下空间的导航定位： 探讨无GNSS信号环境下的导航技术，包括惯性导航、UWB（超宽带）、RFID（射频识别）、机器视觉、地磁导航等的结合应用。 3.1.3 自动驾驶车辆的导航系统： 详细解析自动驾驶汽车所需的导航系统组成，包括高精度GNSS、INS、轮速计、摄像头、激光雷达、毫米波雷达等传感器的融合，以及高精度地图在导航中的关键作用。 3.2 海洋导航定位技术与应用： 3.2.1 船舶导航系统： 介绍船舶导航的传统设备（如罗经、六分仪、航海钟）和现代设备（如INS、GNSS、电子海图显示与信息系统（ECDIS）），以及多源融合导航在船舶安全航行中的重要性。 3.2.2 水下导航定位技术： 深入探讨水下环境的特殊性，介绍声学导航（如USBL、LBL）、INS、水下信标系统、水下视觉导航等技术。 3.2.3 海洋测绘与勘探的导航需求： 分析海洋科学研究、资源勘探、海底地形测绘等活动对高精度导航定位提出的特殊要求。 3.3 航空导航定位技术与应用： 3.3.1 飞机导航系统： 详细介绍航空器的导航系统，包括INS、GNSS、多普勒测速、空速管、无线电导航（如ILS、VOR、DME）以及其在起降、巡航、进近等不同飞行阶段的应用。 3.3.2 无人机（UAV）导航与控制： 重点关注无人机导航系统的设计，包括GNSS/INS组合导航、视觉导航、激光雷达导航、气压高度计、磁力计等的集成，以及其在侦察、测绘、监控等领域的应用。 3.3.3 航空交通管理（ATM）中的导航定位： 探讨GNSS在未来航空交通管理中的作用，以及基于性能的导航（PBN）、所需导航（RNP）等概念。 3.4 空间导航与深空探测： 3.4.1 卫星导航系统（GNSS）的空间应用： 分析GNSS在低轨、中轨、高轨卫星上的应用，以及高轨卫星导航面临的挑战。 3.4.2 航天器在轨导航与姿态控制： 介绍航天器在轨运行的导航技术，包括星敏感器、太阳敏感器、地敏感器、陀螺仪、加速度计、GNSS等，以及这些技术在轨道维持、变轨、对接等过程中的作用。 3.4.3 深空探测器的导航定位： 探讨深空探测任务中导航的特殊性，如信号延迟、通信延迟、参考系选择等，以及如何利用光学导航、双向测距测速等技术实现深空导航。 3.5 陆海空天一体化导航体系的融合与发展趋势： 3.5.1 多模态传感器融合策略： 总结不同导航传感器融合的最佳实践，探讨面向复杂环境和动态场景的鲁棒性融合技术。 3.5.2 高精度时空基准的构建与保持： 讨论如何构建和维护高精度、统一的陆海空天时空基准，以及其在国家安全、经济发展中的重要性。 3.5.3 人工智能与机器学习在导航中的应用： 探讨AI技术（如深度学习、强化学习）在导航误差预测、自适应滤波、智能路径规划、异常检测等方面的潜在应用。 3.5.4 量子导航与下一代导航技术展望： 简要介绍量子传感器（如量子陀螺、量子加速度计）和量子导航的最新研究进展，以及其对未来导航技术可能带来的革命性影响。 本书旨在通过严谨的理论阐述、细致的技术分析和翔实的案例说明，为读者构建一个全面、深入的导航定位技术知识体系。我们希望本书能够激发读者对导航科学的兴趣，并为他们在这一重要领域的研究与实践提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

在一次偶然的机会接触到了《现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材》这本书。我一直对天空充满向往，对驾驶飞机在云层中穿梭的景象充满了好奇。这本书的书名本身就吸引了我，我希望能从中了解一些关于飞机如何在茫茫天空找到方向的秘密。书中关于“方法”的论述，让我对飞行导航有了更深的理解。它不仅仅是简单的指引方向，更是一种系统性的工程。我特别关注了书中关于“导航精度”和“导航冗余”的章节。书中的描述让我意识到，在航空领域，任何微小的误差都可能导致严重的后果，因此，多重导航系统的相互校验和备份就显得尤为重要。它让我看到了技术是如何被设计来最大限度地降低风险，保障生命的。书中对各种导航技术，如惯性导航、卫星导航、无线电导航等，都进行了详细的介绍，并分析了它们的优缺点以及适用场景。虽然其中涉及到的一些技术细节我无法完全消化，但整体上，这本书为我构建了一个关于现代航空导航的宏观框架，让我对飞行安全有了更全面的认识。它让我明白，每一次安全的飞行，都离不开背后无数科学家和工程师的努力。

评分☆☆☆☆☆

最近我读了《现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材》的节选部分，虽然不是全书，但足以让我窥见其内容之精深。我主要关注了书中关于“方法”的论述。它不仅仅是罗列了各种导航仪器，更重要的是解释了这些仪器是如何协同工作的，以及在不同飞行阶段应该如何选择和运用不同的导航策略。我特别留意了书中关于“飞行管理系统”的介绍。我一直以为飞行员就是坐在驾驶舱里，机械地操作着各种按钮，但这本书让我明白，现代飞行远比我想象的要复杂和智能。飞行管理系统能够整合来自多个导航源的信息，并根据预设的航路和飞行计划，自动计算出最优的飞行路径，甚至还能对飞行姿态进行精细调整。书中用大量的图表和流程图来展示这些系统的工作原理，虽然有些概念对我这个非专业人士来说略显深奥，但我还是努力去理解其中的逻辑。它让我意识到，现代航空业的进步，离不开这些高度集成化的智能系统的支持。这本书让我看到了科技如何赋能飞行，让飞行变得更加安全、高效和精准，也让我对未来的航空发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材》纯属偶然，当时在书店里闲逛，被它厚重的体积和略显枯燥的书名所吸引，想着或许能从中找到一些关于飞行器如何精确落地的知识。书中的内容确实如其名，重点在于“方法”和“技术”。我并没有去深究每一个公式和定理，而是更关注书中描绘的整个导航工作流程。它详细介绍了从起飞前的航线规划，到飞行过程中的实时监控，再到落地前的程序，每一步都环环相扣，严谨得令人叹服。我比较感兴趣的是关于天气对导航的影响这一部分，书中详细列举了不同类型的气象现象，如强风、低能见度、雷暴等，以及它们如何影响导航设备的性能和飞行员的决策。这一点让我深刻体会到，飞行安全绝不仅仅是技术问题，更是技术与环境相互作用的结果。书中还提到了多种备降方案的制定原则，以及在紧急情况下如何利用有限的资源进行导航。虽然我不是飞行员，也无法亲身体验，但通过阅读这些文字，我仿佛置身于一个紧张而有序的飞行场景中，感受到了导航系统和飞行员之间协同作战的默契。这本书为我打开了一个新的视角，让我看到了飞行背后隐藏的复杂性和专业性，也让我对那些每天在空中穿梭的飞机更加肃然起敬。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，确实是一本很“专业”的书。《现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材》，光看书名就知道不是面向大众读者的。我本来对飞行本身还算感兴趣，想着通过这本书能了解一些飞机是如何“飞起来”并且“不会迷路”的。读完之后，我可以说，我对“迷路”这件事有了全新的认识。书中花了大量篇幅讲解各种导航原理，从基础的几何学到复杂的电磁学，可以说是应有尽有。我努力去理解那些关于大地测量、坐标系转换以及各种误差分析的内容，虽然很多地方我只能似懂非懂，但能够感受到其中蕴含的严谨和精确。让我印象比较深刻的是关于“全天候导航”的章节。书里详细介绍了在各种恶劣天气条件下，导航系统会面临哪些挑战，以及飞行员和地面控制中心如何通过协同努力，克服这些困难，确保飞行安全。这点让我觉得，飞行员的工作真是太不容易了，他们不仅要与天气作斗争，还要时刻依赖那些看不见的科技手段。这本书确实为我打开了一个以前从未触及的领域，让我看到了飞行背后庞大而复杂的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

最近翻了几本关于航空领域的书籍，偶然间看到了这本《现代导航技术与方法/飞行技术专业系列教材》。虽然我不是飞行技术专业的学生，但对飞机如何准确地在广阔的天空中找到方向一直充满好奇。这本书的封面设计简洁大气，书名也直观地展现了其内容。我一开始是被“现代导航技术”这几个字吸引的，想象着书中会介绍GPS、惯性导航系统等高科技的应用。然而，当我深入阅读时，我发现这本书更多地聚焦于一些基础但至关重要的概念。比如，它对传统的航空导航方法，如陆空导航、地标导航，进行了非常细致的阐述。我尤其对其中关于地图投影和计算航线的章节印象深刻，书中通过大量的图示和公式，详细讲解了如何在地球曲面上进行精确的测算，这让我明白了即便是看似简单的直线飞行，背后也蕴含着复杂的数学原理。我一直以为飞行员只需要盯着屏幕上的指令就好，但这本书让我意识到，理解这些背后的原理对于确保飞行安全是多么重要。它让我看到了导航技术的发展脉络，从最初的简单依靠肉眼和地图，到如今高度自动化的电子系统，每一步都凝聚了无数工程师的智慧。虽然书中涉及的数学公式对我这个非专业人士来说有些晦涩，但我还是努力去理解其中的逻辑，试图感受导航技术从无到有的发展历程。