现代舰船导航系统 赵琳 9787118103496 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵琳 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118103496

商品编码：29377075272

包装：平装

出版时间：2015-08-01

基本信息

书名：现代舰船导航系统

定价：98.00元

作者：赵琳

出版社：国防工业出版社

出版日期：2015-08-01

ISBN：9787118103496

字数：

页码：

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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　　赵琳、杨晓东、程建华编写的《现代舰船导航系统》结合外现代舰船导航*新研究进展和作者* 新的研究成果，围绕舰船导航系统的核心知识点，系统阐述了国际和各种不同类型的舰船导航系统。
　　全书共分12章：**、2章叙述了舰船导航定位系统的发展历史、现状以及导航定位的基础知识；第3章介绍了几种应用较早的舰船导航系统，包括船位推算系统、地文导航系统和天文导航系统；第4章详细阐述了惯性导航系统；第5章讲述了陆基无线电和卫星导航系统；第6章介绍了水声导航系统；第7—9章分别阐述了几种先进的舰船导航手段，包括地磁导航、重力导航和气象导航；*后，从导航信息处理和应用的角度出发，利用第lO一12章全面介绍了组合导航、电子海图和舰船航路规划。
　　本书可用作测控技术与仪器专业的本科生和导航、制导与控制专业的研究生的教材，也可作为大专院校教师、工程技术人员从事船舶导航定位技术教学与科研的参考书。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《现代舰船导航系统》—— 深入解析，驱动未来航海科技 概述： 《现代舰船导航系统》是一部全面深入探讨舰船导航技术发展与应用的书籍。本书旨在为读者提供一个清晰、系统的现代舰船导航知识体系，从基础理论到前沿技术，从传统方法到未来趋势，无所不包。书中不仅详细阐述了各种导航系统的原理、组成、性能及优缺点，更着重于分析其在现代航海实践中的实际应用、面临的挑战以及未来发展方向。本书内容严谨、逻辑清晰，力求通过详实的案例和数据，展现现代舰船导航技术的精髓，为相关领域的科研人员、工程师、技术人员、院校师生以及对航海科技感兴趣的读者提供宝贵的参考。 第一部分：导航系统基础理论与发展历程 本部分奠定了理解现代舰船导航系统的理论基础，并追溯了其历史演进。 导航的基本概念与分类： 详细介绍了导航的本质，即确定物体（舰船）在空间中的位置、速度和姿态，并计算出其运动轨迹和未来走向。对导航系统按照不同的分类标准进行梳理，如按原理分类（天文导航、陆标导航、电子导航、惯性导航、卫星导航等），按应用领域分类（海洋导航、航空导航、陆地导航等），以及按功能分类（定位、定向、测速、测姿等）。 导航系统的精度、可靠性与完整性： 深入探讨了衡量导航系统性能的关键指标。精度是指导航输出值与真实值之间的误差大小，通过均方根误差（RMSE）、绝对误差、相对误差等概念进行量化分析。可靠性则关注系统在规定条件下，在规定时间内无故障运行的能力，引入失效率、平均无故障时间（MTBF）等指标。完整性是现代导航系统尤为重视的特性，它要求系统能够及时、可靠地向用户发出警告，告知其导航信息的可用性、有效性以及潜在的危险，这对于保障航行安全至关重要。 导航系统的发展简史： 回顾了舰船导航技术从古至今的演变。从早期依赖星辰、陆地地标的经验式导航，到近代的航海钟、六分仪的出现，再到无线电导航技术的兴起，以及最终发展到现代卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统（INS）的融合。强调了每一次技术革新对航海安全和效率的巨大推动作用。 大地测量学与坐标系统： 详细介绍了大地测量学在舰船导航中的基础性作用，包括地球的形状模型（如参考椭球体）、高程基准以及各种常用的地理坐标系统（如WGS-84、CGCS2000等）及其相互转换方法。理解这些概念是进行精确定位和导航的基础。 第二部分：核心导航技术详解 本部分是本书的核心，对构成现代舰船导航系统的关键技术进行深入剖析。 卫星导航系统（GNSS）： 原理与组成： 详细讲解了以GPS、GLONASS、Galileo、北斗（BDS）为代表的全球及区域卫星导航系统的基本原理，包括卫星的轨道、导航电文、信号传输、测距原理（伪码测距、载波相位测距）。分析了GNSS系统的空间段（卫星星座）、地面控制段（主控站、注入站、监测站）和用户段（接收机）的组成与功能。 定位原理与误差分析： 阐述了伪卫星测距（三维定位）和载波相位差分（PPP/RTK）等多种定位技术。深入分析了GNSS定位误差的主要来源，包括卫星轨道误差、卫星钟误差、电离层和对流层延迟误差、多路径效应、接收机噪声以及几何因子（DOP）等。 差分技术与高精度应用： 重点介绍了差分GPS（DGPS）技术，包括地面参考站（RS）的建立与运行，以及差分信号的播发（RTCM格式）。详细讲解了实时动态差分（RTK）和精密单点定位（PPP）技术，分析了它们在提高定位精度方面的优势及其适用场景。 多模GNSS接收机与抗干扰技术： 探讨了集成多种GNSS系统信号的接收机的重要性，分析了如何通过融合不同系统的优势来提高可用性和鲁棒性。同时，详细介绍了GNSS信号易受干扰和欺骗的特点，并对各种抗干扰（Anti-Jamming, AJ）和抗欺骗（Anti-Spoofing, AS）技术进行了阐述，如信号滤波、空域滤波、自适应波束形成等。 惯性导航系统（INS）： 基本原理： 讲解了惯性导航基于牛顿运动定律，利用惯性传感器（陀螺仪和加速度计）来测量载体的加速度和角速度，通过积分运算来推算载体的速度、位置和姿态。 传感器类型与性能： 详细介绍了不同类型的陀螺仪（如机械陀螺、光纤陀螺、激光陀螺）和加速度计（如压电式、振动式、科里奥利力加速度计）的工作原理、性能参数（如漂移、噪声、零偏）以及它们对系统精度的影响。 导航滤波与误差补偿： 深入分析了INS系统精度随时间衰减的问题，并重点讲解了卡尔曼滤波（Kalman Filter, KF）及其各种变种（如扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF）在INS误差校准和状态估计中的应用。 INS的优势与局限性： 强调了INS作为一种自主导航系统的优势，即不依赖外部信号，具有高更新率和良好的短期稳定性。同时也指出了其长期误差累积的固有缺陷。 电子海图显示与信息系统（ECDIS）： ECDIS的标准与功能： 详细阐述了ECDIS的国际海事组织（IMO）性能标准，包括电子海图（ENC）的显示要求、安全监测、航线规划与跟踪、信息管理等功能。 电子海图数据格式与更新： 介绍了S-57、S-52等行业标准，以及电子海图数据的来源、组织方式和更新机制。 ECDIS在航行安全中的作用： 分析了ECDIS如何通过实时显示船舶位置、周围环境信息、航行警告等，极大地提高了航行安全性和效率，并成为现代船舶不可或缺的导航设备。 其他辅助导航技术： 航位推算（Dead Reckoning, DR）： 介绍了传统的航位推算方法，以及现代DR系统与GNSS、INS等系统的融合，用于在GNSS信号丢失或精度不足时提供过渡性导航信息。 雷达（Radar）与电子海图（ENC）的融合： 讲解了雷达探测到的目标信息如何叠加显示在ECDIS上，形成“增强现实”的导航画面，帮助船员更好地理解周围环境，识别潜在碰撞危险。 自动识别系统（AIS）： 介绍了AIS的功能，即与其他船舶、岸基设施进行信息交换，实现船舶的识别、定位和态势感知，是提高海上交通安全和管理水平的重要技术。 声呐（Sonar）与测深仪（Depth Sounder）： 讲解了这些设备在水下地形探测、避碰以及对海底进行测绘方面的作用。 磁罗经与陀螺罗经： 作为传统的定向设备，回顾了它们的工作原理、精度限制以及在现代导航系统中的补充作用。 第三部分：导航系统的融合与集成 本部分探讨了如何将不同的导航技术有机地结合起来，以实现更高的性能。 导航系统融合的必要性： 强调了单一导航系统往往存在固有的缺点，例如GNSS易受干扰，INS误差会累积。通过系统融合，可以取长补短，提高导航系统的精度、可靠性和可用性。 传感器融合技术： 卡尔曼滤波在多系统融合中的应用： 详细讲解了如何利用卡尔曼滤波器将GNSS、INS、DR等不同测量源的信息进行最优估计，构建高精度、高可靠性的组合导航系统。 其他融合算法： 简要介绍了一些其他常用的融合算法，如粒子滤波、贝叶斯估计等。 组合导航系统的设计与实现： GNSS/INS组合导航： 重点分析了这种最为常见的组合导航方式，讨论了其不同的组合结构（松耦合、紧耦合、深耦合），以及各自的优缺点和适用场景。 多模GNSS与INS的融合： 探讨了如何将多种GNSS系统与INS进行融合，以应对GNSS信号不全或受损的情况。 多传感器信息的集成： 将雷达、AIS、测深仪等信息与主导航系统进行集成，为船员提供更全面的态势感知。 第四部分：现代舰船导航系统的应用与挑战 本部分将理论知识应用于实际，并探讨了当前和未来的发展趋势。 不同类型舰船的导航系统配置： 分析了商船、军舰、渔船、科考船等不同类型舰船对导航系统的需求差异，以及相应的系统配置和优化策略。 航线规划与自动驾驶： 探讨了现代导航系统如何支持复杂的航线规划，以及为船舶自动驾驶技术奠定基础。 海上搜救与应急响应： 分析了导航系统在海上搜救行动中的关键作用，如精确定位遇险人员、引导搜救力量等。 面临的挑战与未来发展趋势： GNSS的脆弱性与替代方案： 深入讨论了GNSS易受干扰、欺骗以及在极端环境下的可靠性问题，并探讨了惯性导航、视觉导航、星光导航、量子导航等潜在的替代或补充方案。 高精度定位与服务的需求： 随着船舶自动化和智能化水平的提高，对厘米级乃至毫米级的定位精度需求日益增长，如靠泊、无人机协同作业等。 信息安全与网络安全： 强调了导航系统作为关键基础设施，其信息安全和网络安全的重要性，以及如何防范潜在的攻击。 大数据与人工智能在导航中的应用： 探讨了如何利用大数据分析航行模式、预测潜在风险，以及人工智能技术在提高导航系统智能化水平方面的潜力。 自主水下航行器（AUV）和无人水面艇（USV）的导航： 介绍了这些新兴平台在水下和水面自主作业中所面临的独特导航挑战。 可持续航行与节能导航： 探讨了导航系统如何为优化航行速度、减少燃油消耗、降低排放做出贡献。 总结： 《现代舰船导航系统》不仅是一本技术手册，更是一扇通往未来航海世界的窗口。通过对书中内容的学习和理解，读者将能够深刻认识到现代舰船导航系统的重要性，掌握其核心技术，并能够洞察未来发展趋势，从而为推动航海科技的进步贡献力量。本书的内容深度和广度，使其成为船舶工程、海洋科学、地理信息科学等相关专业领域师生以及广大航海科技爱好者的理想读物。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的初衷，也是希望能够对现代舰船导航系统的发展脉络有一个清晰的认识。技术总是在不断进步的，我希望这本书能够勾勒出从传统的罗盘、六分仪到现代的GPS、惯性导航等一系列技术演进的路径，并在此基础上展望未来的发展趋势。了解过去，才能更好地理解现在，并预测未来。我期待书中能够包含一些历史性的回顾，以及对未来技术发展方向的理性分析。例如，随着物联网和5G技术的普及，导航系统是否会变得更加互联互通？又或者，在极端环境下，是否有更具鲁棒性的导航方案出现？这些都是我希望从书中找到答案的问题，也这将帮助我构建一个更完整的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我一直对技术的发展如何赋能传统行业充满好奇，而舰船导航无疑是一个极具代表性的领域。我设想这本书应该会深入探讨人工智能、大数据、传感器技术等是如何被集成到现代舰船导航系统中，从而提升其精度、可靠性和智能化水平。比如，自动避碰、路径规划的优化、恶劣天气下的导航决策支持等等，这些都是我非常感兴趣的方面。我希望这本书能够提供一些案例分析，展示这些前沿技术在实际航行中的应用效果，以及它们如何帮助提高航行安全性和效率。此外，对于一些新兴的导航技术，例如量子导航或者生物仿生导航，虽然可能尚处于理论或早期研发阶段，但如果书中能够有所提及，哪怕是简要介绍其发展前景，也足以令我感到兴奋，因为这代表着对未来航海的无限可能性的探索。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的阅读习惯来说，我偏爱那些能够将复杂概念以相对易懂的方式呈现出来的书籍。尤其是涉及到工程技术类的内容，如果能够辅以清晰的图示、精炼的解释，而不是堆砌枯燥的专业术语，那么它将会大大提升读者的阅读体验和学习效率。我希望这本书能够做到这一点，比如在讲解一些核心的导航原理时，能够有相应的示意图来辅助理解，或者用一些生动的类比来阐释抽象的技术。同时，作为一本关于“系统”的书籍，我更期待它能够全面地介绍现代舰船导航系统的组成部分，以及这些部分之间是如何协同工作的，而不是仅仅局限于某一个单独的技术点。例如，它是否会涉及卫星导航、惯性导航、电子海图显示与信息系统（ECDIS）等多个模块，并且详细阐述它们各自的优势、局限以及集成应用。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对船舶运行有着浓厚兴趣的普通读者，我希望这本书能够提供一些具有实际操作指导意义的内容，或者至少能让我对实际操作有一个直观的理解。我不是专业的导航员，但了解一些关键的导航术语、设备的工作原理以及它们在实际航行中的作用，对我来说就已经很有价值了。我期待书中能够解释一些我经常在船舶新闻或者纪录片中看到的导航术语，例如“航迹”、“艏向”、“测深”、“锚位”等等，并将其与具体的导航技术联系起来。同时，如果书中能够对一些常见的导航故障及其应对措施有所介绍，哪怕是基础性的，也会让我感到非常受益。总而言之，我希望这本书能够让我感觉，我正在一步步地接近真实的航海世界，而不是停留在理论的象牙塔里。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就散发着一种严谨而又不失现代感的专业气息，深蓝色为主调，配以银色和白色的线条勾勒出的航线和船只剪影，很容易让人联想到广阔的海洋和精密的技术。我一开始是被它吸引来，然后才好奇它到底讲了些什么。作为一个对海洋科技一直抱有浓厚兴趣的读者，我对这类主题的书籍总是充满期待，希望能够从中了解到一些前沿的知识，或者对现有的一些认知进行更深入的拓展。这次选择这本书，也是希望能够在这个领域有所收获，看看它是否能满足我对“现代”和“导航”这两个词汇所蕴含的科技感和应用性的想象。我期待它能提供一些我从未接触过的角度，或者将一些我模糊的概念变得更加清晰具体，尤其是在技术原理和实际应用方面，是否能有令人耳目一新的解读，这将是我评价这本书的重要维度。