船用調製型慣性導航及其組閤導航技術9787118112429 國防工業齣版社 王鞦瀅 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王鞦瀅 著

圖書標籤:

• 慣性導航
• 組閤導航
• 船舶導航
• 艦船導航
• 導航技術
• 控製理論
• 自動控製
• 國防科技
• 工程技術
• 王鞦瀅

店鋪： 悟元圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112429

商品編碼：29395217109

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-06-01

圖書基本信息
圖書名稱	船用調製型慣性導航及其組閤導航技術
作者	王鞦瀅
定價	72.00元
齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118112429
齣版日期	2017-06-01
字數
頁碼
版次	1
裝幀	平裝-膠訂
開本	大16開
商品重量	0.4Kg

內容簡介

王鞦瀅*的《船用調製型慣性導航及其組閤導航技術》共分為11章，主要論述瞭船用調製型慣性導航係統技術及相關知識。**～3章為**部分，主要介紹瞭慣性導航基礎知識、慣性導航係統基本工作原理及誤差建模分析。第4～7章為第2部分，重點論述瞭調製型慣性導航係統，主要包括調製型慣性導航係統基本原理與誤差分析、相對地理坐標係鏇轉的調製技術研究、相對地球自轉軸鏇轉的調製技術研究以及基於羅經原理/Butterworth濾波器的姿態/速度誤差抑製技術研究。第8～11章為第3部分，重點研究基於調製型慣性係統的組閤導航技術，分彆介紹瞭調製型慣性導航/星敏感器組閤導航方案、船用星敏感器抗環境乾擾誤差抑製技術、調製型慣性導航/計程儀組閤導航方案、基於調製型慣性導航/計程儀的計程儀誤差抑製技術。 本書對從事慣性技術的工程技術人員具有重要的參考價值，也可作為高等院校慣性技術相關專業的研究生教材。

作者簡介

目錄

部分 導航基礎知識章 慣性導航概述 1.1 什麼是慣性導航 1.2 慣性導航發展概況 1.2.1 捷聯慣性導航發展現狀 1.2.2 調製型慣性導航發展現狀 1.2.3 無源組閤導航發展現狀第2章 坐標係基礎知識 2.1 坐標係定義 2.2 坐標係間關係第3章 慣性導航係統基本工作原理及誤差建模分析 3.1 慣性導航係統基本原理 3.2 慣性導航係統誤差傳播方程 3.3 慣性導航係統誤差源分類第2部分 調製型慣性導航係統第4章 調製型慣性導航係統基本原理與誤差分析 4.1 調製型慣性導航係統基本原理 4.1.1 鏇轉調製基本原理 4.1.2 鏇轉調製誤差源分類 4.2 鏇轉機構轉動精度對鏇轉調製影響分析 4.2.1 鏇轉機構角變速運動對鏇轉調製影響及抵消方法 4.2.2 單軸鏇轉轉颱傾角對鏇轉調製影響及測量方法 4.3 鏇轉機構測角精度對鏇轉調製影響分析 4.3.1 鏇轉機構測角延遲影響分析 4.3.2 鏇轉機構測角精度影響分析 4.4 載體角運動對鏇轉調製影響分析 4.4.1 載體角運動與調製軸垂直 4.4.2 載體角運動與調製軸同嚮 4.4.3 載體角運動對鏇轉調製影響仿真分析第5章 相對地理坐標係鏇轉的調製技術研究 5.1 慣性組件輸齣誤差模型 5.2 相對地理坐標係鏇轉的鏇轉方案設計原則 5.2.1 陀螺儀常值漂移抵消原則 5.2.2 陀螺儀刻度因數誤差抵消原則 5.2.3 陀螺儀安裝誤差抵消原則 5.2.4 慣性組件誤差項抵消原則 5.3 單軸鏇轉調製型慣性導航係統技術研究 5.3.1 單軸鏇轉調製正反轉停方案 5.3.2 單軸轉停調製係統誤差方程 5.4 雙軸鏇轉調製型慣性導航係統技術研究 5.4.1 雙軸鏇轉調製正反轉停方案 5.4.2 雙軸轉停調製係統誤差方程第6章 相對地球自轉軸鏇轉的調製技術研究 6.1 相對地球自轉軸調製技術的提齣 6.1.1 相對地球自轉軸鏇轉調製目的 6.1.2 地球轉速抵消原則 6.1.3 IMU定軸轉動性質 6.2 相對地球自轉軸鏇轉方案設計原則 6.2.1 陀螺常值漂移抵消原則 6.2.2 陀螺刻度因數誤差抵消原則 6.2.3 陀螺安裝誤差抵消原則 6.3 相對地球自轉軸鏇轉調製型慣性導航係統 6.3.1 相對地球自轉軸鏇轉調製方案設計 6.3.2 相對地球自轉軸調製下慣性組件調製特性 6.3.3 相對地球自轉軸鏇轉調製方案實現方法 6.3.4 相對地球自轉軸鏇轉調製導航信息誤差特性第7章 基於羅經原理/Butterworth濾波器的姿態/速度誤差抑製技術研究 7.1 鏇轉調製阻尼技術需要解決問題 7.1.1 基於串聯校正的阻尼技術基本原理 7.1.2 串聯校正阻尼技術頻域分析 7.2 基於羅經原理的鏇轉調製姿態誤差抑製算法研究 7.2.1 羅經迴路對準基本原理 7.2.2 基於羅經原理的羅經法姿態解算 7.2.3 基於羅經原理的姿態誤差抑製算法設計 7.2.4 羅經參數與阻尼係數等效關係 7.3 基於Butterworth濾波器的速度誤差抑製算法研究 7.3.1 速度振蕩誤差抑製方法 7.3.2 Butterworth濾波器設計 7.4 基於雙程序解算的調製型慣性導航係統 7.5 雙導航解算程序陀螺誤差估算方法 7.5.1 陀螺儀誤差項估算基本原理 7.5.2 陀螺儀誤差六位置估算方法第3部分 組閤導航第8章 調製型慣性導航/星敏感器組閤導航方案 8.1 星敏感器基本原理 8.2 星敏感器誤差特性分析 8.3 調製型慣性導航/星敏感器組閤導航方案建立 8.3.1 基於卡爾曼濾波的信息融閤方案 8.3.2 基於信息耦閤的信息融閤方案 8.4 位置未知條件下的慣性/星敏感器粗對準方法 8.4.1 傳統慣性導航粗校準基本原理 8.4.2 加速度計輸齣模型建立及投影轉換 8.4.3 基於星敏感器/加速度計的粗對準技術第9章 船用星敏感器抗環境乾擾誤差抑製技術 9.1 基於ADE—BPNN的信息延遲補償方法 9.1.1 自適應差分進化神經網絡基本原理 9.1.2 基於ADE—BPNN的姿態預測技術 9.2 基於PSO—BPNN的係統觀測量預測技術 9.2.1 基於粒子群優化算法的BP神經網絡基本原理 9.2.2 基於PSOBPNN的係統觀測量預測技術0章 調製型慣性導航/計程儀組閤導航方案 10.1 計程儀基本原理與誤差特性分析 10.1.1 計程儀基本原理 10.1.2 計程儀誤差特性分析 10.2 調製型慣性導彬計程儀組閤導航方案 10.2.1 組閤導航基本原理與可觀測性分析 10.2.2 能觀測性分解與運動路徑設計 10.2.3 基於自適應量測噪聲抑製的組閤導航方法1章 基於調製型慣性導j妙計程儀的計程儀誤差抑製技術 11.1 基於雙導航解算程序的DvL常值誤差估算方法 11.1.1 DvL常值測速誤差在羅經算法中的影響 11.1.2 DvL常值誤差估算方法研究 11.1.3 DVL誤差估算精度分析 11.2 基於自適應聯邦濾波的多傳感器信息融閤技術 11.2.1 基於自適應信息分配因子的聯邦濾波算法 11.2.2 多傳感器抗乾擾信息融閤技術附錄A附錄B參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

探索星辰大海的定位之眼：慣性導航與組閤導航的奧秘 在浩瀚的海洋、神秘的太空，乃至無垠的地下空間，精準的定位能力是任務成功的基石。而“船用調製型慣性導航及其組閤導航技術”正是實現這一目標的強大引擎。這本書深入剖析瞭這一領域的核心技術，揭示瞭如何通過精密的傳感器、巧妙的算法，讓艦船、潛艇、飛行器乃至深海探測器，都能在復雜的環境中“找準方嚮，定位自身”。 慣性導航：脫離外部信號的獨立定位 慣性導航係統的核心在於其“獨立性”。它不依賴於任何外部的信號源，例如GPS、北鬥等衛星係統，而是依靠自身攜帶的高精度傳感器來感知和測量載體的運動。想象一下，一位盲人隻需通過觸摸和感受周圍環境的細微變化，就能大緻判斷自己的位置和方嚮，慣性導航係統的工作原理與之有異麯同工之妙。 其心髒部分是慣性測量單元（IMU），通常由陀螺儀和加速度計組成。陀螺儀負責感知載體的角速度，即繞自身軸綫的鏇轉變化；加速度計則測量載體的綫加速度，即沿著三個相互垂直軸嚮的速度變化。通過對這些原始數據的持續采集和積分計算，慣性導航係統能夠實時推算齣載體的姿態（方嚮）、速度和位置。 陀螺儀的智慧：傳統上，陀螺儀主要依靠高速鏇轉的飛輪來維持其指嚮穩定性。然而，隨著技術的發展，光縴陀螺儀（FOG）和激光陀螺儀（RLG）已成為現代慣性導航的主流。它們利用光的乾涉或諧振效應，避免瞭機械結構的磨損和精度衰減，極大地提升瞭測量精度和可靠性。書中將詳細探討這些先進陀螺儀的工作原理、結構特點以及在實際應用中的優勢。例如，光縴陀螺儀如何通過測量光在鏇轉參考係中傳播路徑上的相位差來實現高精度角速度測量，以及激光陀螺儀如何利用激光在鏇轉環腔內傳播時産生的多普勒頻移來計算角速度。 加速度計的洞察：加速度計則負責測量載體在慣性空間中的直綫運動。從簡單的擺式加速度計到更先進的壓電式、力平衡式和微機電係統（MEMS）加速度計，其測量原理和精度也在不斷進步。書中會深入解析不同類型加速度計的結構、工作方式以及對外部環境乾擾（如溫度、振動）的補償方法。例如，力平衡式加速度計如何通過反饋力來抵消重力影響，保證對慣性加速度的精確測量，以及MEMS加速度計如何利用微加工技術實現小型化、低功耗和高集成度。 慣性導航的挑戰與“調製”的藝術 盡管慣性導航係統擁有獨立工作的優勢，但其最大的挑戰在於誤差的纍積。由於傳感器本身存在固有的噪聲和不確定性，每一次積分運算都會引入微小的誤差。這些誤差會隨著時間的推移不斷纍積，導緻係統推算齣的位置和速度逐漸偏離真實值。這種現象被稱為“漂移”。 為瞭剋服這一難題，“船用調製型慣性導航”應運而生。這裏的“調製”並非簡單的信號疊加，而是一種精巧的誤差抑製技術。書中將詳細闡述這些調製技術，例如： 平颱調製的原理：傳統的平颱式慣性導航係統將IMU安裝在一個能夠隨載體姿態變化而調整方嚮的平颱上。通過在平颱上引入特定頻率的周期性運動（即“調製”），可以使傳感器在測量過程中周期性地“翻轉”，從而將係統誤差“平均化”，降低其對長期位置推算的影響。書中會深入剖析平颱調製的具體實現方式，例如雙平颱、三平颱結構的優劣，以及如何選擇閤適的調製頻率和幅度以達到最佳的誤差抑製效果。 輸齣軸調製：另一種重要的調製方式是對慣性測量單元的輸齣軸進行調製。通過周期性地改變傳感器的測量軸綫，或者在某些軸綫上施加特定的運動，可以使傳感器測量到的信號中包含與誤差項相關的調製成分，從而在後續的信號處理中將這些誤差項分離齣來。書中將探討不同類型的輸齣軸調製，如正弦調製、方波調製等，以及它們在不同應用場景下的適用性。 其他先進的調製策略：除瞭上述經典方法，書中還會介紹更前沿的調製技術，例如多頻調製、自適應調製等，這些技術能夠根據實時環境和係統狀態動態調整調製策略，以實現更優的誤差抑製效果。 組閤導航：融閤智慧，提升精度 正如“行百裏者半九十”，即使是經過調製優化的慣性導航係統，在長時間獨立運行時，其誤差也難以完全消除。這時，“組閤導航”技術就顯得尤為重要。它並非獨立的技術，而是將慣性導航係統與其他導航定位技術（如衛星導航係統、天文導航、聲納導航、磁羅盤等）相結閤，取長補短，實現更全麵、更精準的定位。 組閤導航的核心在於數據融閤算法。通過巧妙的算法，將來自不同導航源的信息進行融閤處理，從而實現以下目標： 提高定位精度：衛星導航係統（如GPS、北鬥）雖然精度高，但容易受到信號遮擋、多徑效應等影響，尤其是在水下、室內或峽榖等區域。慣性導航係統恰好可以彌補這些不足。通過融閤，可以在衛星信號丟失時，慣性導航係統繼續提供可靠的位置信息，從而保證整個係統的連續性和可用性。 增強魯棒性：單一導航係統的故障或失效，可能導緻整個導航係統癱瘓。組閤導航通過多源融閤，可以顯著提高係統的魯棒性。即使其中一個或幾個導航源齣現問題，係統仍然可以依靠其他可用信源繼續工作。 擴大導航範圍：某些導航技術，如水下聲納導航，其作用範圍有限。將其與慣性導航係統相結閤，可以實現更大範圍內的精準定位。 書中將重點介紹幾種關鍵的組閤導航融閤算法： 卡爾曼濾波（Kalman Filter，KF）：這是組閤導航中最經典、應用最廣泛的算法之一。卡爾曼濾波是一種最優綫性估計器，它能夠根據係統的動態模型和測量噪聲，以遞歸的方式對係統狀態進行估計。書中會詳細介紹標準卡爾曼濾波、擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）等不同變體，以及它們在組閤導航中的具體應用。例如，如何將慣性導航係統輸齣的位置、速度、姿態作為係統的狀態變量，將衛星導航係統提供的更高精度的位置信息作為測量值，通過卡爾曼濾波來校正慣性導航的誤差。 粒子濾波（Particle Filter，PF）：對於非綫性係統和非高斯噪聲的情況，粒子濾波錶現齣更強的優勢。它通過一係列隨機樣本（粒子）來近似錶示狀態的概率分布，適用於更復雜的組閤導航場景。書中將深入探討粒子濾波的原理，以及在處理復雜船體運動、非綫性傳感器模型等情況下的應用。 其他融閤算法：除瞭卡爾曼濾波和粒子濾波，書中還會介紹其他一些新興的融閤算法，如基於優化的方法、神經網絡融閤等，為讀者提供更廣闊的技術視野。 船用導航的特殊性與挑戰 “船用”二字，點明瞭這本書的應用場景——船舶、潛艇等海洋載體。海洋環境的特殊性，對導航係統提齣瞭更高的要求： 惡劣的海洋環境：風浪、湧動、鹽霧、磁場乾擾等都會對導航傳感器的性能造成影響。書中會探討如何通過硬件設計、軟件補償等方式來應對這些挑戰。例如，如何對加速度計和陀螺儀進行抗震動、防腐蝕設計，以及如何利用磁力計進行環境磁場補償。 水下導航的睏境：GPS信號無法穿透海水，使得水下導航成為一個巨大的挑戰。潛艇、AUV（自主水下航行器）等水下裝備，嚴重依賴慣性導航和聲納導航的組閤。書中將重點討論水下組閤導航的特殊技術，如聲學多普勒測速儀（ADCP）、水下信標導航等與慣性導航的融閤。 高動態性與大範圍運動：艦船、潛艇的運動姿態可能發生劇烈變化，尤其是在復雜海況下。慣性導航係統的動態性能和組閤導航算法的快速響應能力至關重要。 技術展望與未來發展 本書的最後一章，將展望慣性導航與組閤導航技術的未來發展趨勢。隨著人工智能、大數據、高精度傳感器技術的發展，未來的導航係統將更加智能化、自主化和高精度化。例如： 深度學習在導航中的應用：利用深度學習算法來優化傳感器數據處理、預測傳感器誤差、甚至直接進行導航推算，將成為新的研究方嚮。 微型化、低成本慣性導航：MEMS技術的不斷進步，將使得慣性導航係統更加小型化、低功耗、低成本，從而推廣到更多應用領域。 多模態融閤與協同導航：將更多的導航源（如視覺導航、激光雷達導航）與慣性導航相結閤，實現更強大的環境感知和定位能力。 區塊鏈技術的引入：可能用於導航數據的溯源和安全校驗，確保導航信息的真實可靠。 結語 “船用調製型慣性導航及其組閤導航技術”一書，不僅是對現有技術的係統梳理和深入講解，更是對未來導航領域的一次前瞻性探索。它為讀者打開瞭一扇通往精準定位世界的大門，無論您是科研人員、工程師，還是對海洋探索、航空航天充滿好奇的愛好者，都能從中獲得寶貴的知識和啓迪，共同迎接挑戰，開拓更廣闊的未知領域。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計風格很嚴謹，字體和排版都非常規整，給我一種值得信賴的感覺。我一直對精密測量和導航技術很感興趣，尤其是在當前國傢大力發展海洋事業和國防力量的背景下，先進的導航技術顯得尤為重要。這本書的題目“船用調製型慣性導航及其組閤導航技術”，就精確地戳中瞭我的興趣點。我非常好奇“調製型”慣性導航究竟是怎麼迴事，它與傳統的慣性導航係統在原理上有什麼區彆，又能在實際應用中帶來哪些優勢，比如提高測量精度、增強抗乾擾能力、或者降低成本等等。書中關於“組閤導航”的部分更是讓我期待，如何在復雜的海洋環境中，將慣性導航與其他導航係統（如北鬥、GPS、聲納等）進行有效的融閤，以達到高精度、高可靠性的導航目標。我希望這本書能夠提供清晰的理論闡述和深入的算法分析，讓我能夠係統地學習和理解這些先進的技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書脊設計非常具有學術氣息，讓人一眼就能看齣這是一本技術含量較高的著作。我平時對軍事科技領域的發展非常關注，特彆是那些能夠提升國傢海空實力的高精尖技術。慣性導航係統正是其中之一，它在許多關鍵領域都扮演著至高無上的角色，尤其是在水下導航和高機動性平颱的應用上。這本書題目中的“船用”二字，直接點明瞭其應用場景，而“調製型”則暗示瞭其中可能蘊含著作者在技術上的獨到之處。我迫切地想知道，這種“調製”技術是如何被應用到慣性導航中的，它是否能夠解決傳統慣性導航在長期使用中存在的纍積誤差問題，或者在復雜環境下提高其可靠性。另外，關於“組閤導航”，我希望書中能夠詳盡地探討如何將慣性導航與衛星導航、雷達導航等多種手段相結閤，以構建一個更加穩定、精準、全麵的導航體係，特彆是在GPS信號可能受乾擾或失效的情況下，這種組閤導航的優勢會更加凸顯。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就透著一股專業和沉穩，深藍色的背景搭配銀色的標題，非常符閤“國防工業齣版社”的定位。我拿到書的時候，就感覺它不是那種泛泛而談的科普讀物，而是實實在在的硬核技術書籍。翻開目錄，各種縮寫和專業名詞撲麵而來，比如“慣性測量單元”、“姿態測量”、“航位推算”、“卡爾曼濾波”等等，瞬間就感受到作者在其中傾注的心血。我尤其對其中關於“組閤導航”的部分很感興趣，畢竟在實際應用中，單一的導航方式往往難以滿足高精度、高可靠性的要求。我期待這本書能深入淺齣地解釋，如何將慣性導航與其他導航係統（比如GPS、北鬥等）進行有機結閤，以剋服各自的缺點，實現更魯棒的導航性能。同時，書中對“調製型慣性導航”的詳細闡述，也讓我非常好奇，這種特殊的調製方式究竟能帶來哪些優勢，比如提高精度、增強抗乾擾能力，或者在特定環境下提供更可靠的測量。我對書中的數學模型和算法推導部分充滿瞭期待，希望能從中學習到嚴謹的科學方法和解決實際問題的思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡潔大氣，厚實的紙張和清晰的排版給人一種可靠感。作為一名對現代導航技術有初步瞭解的愛好者，我一直對慣性導航係統在軍事和航空航天領域的應用非常著迷。尤其是當瞭解到它能夠獨立於外部信號運作時，更是對其潛力感到驚嘆。這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個深入瞭解這一前沿技術的好機會。我尤其關注的是書中對“慣性導航”在“船用”場景下的具體應用和優化，這其中可能涉及到許多海洋環境下的特有挑戰，例如船舶的運動特性、海浪的影響、以及可能存在的磁場乾擾等。我希望書中能夠詳細闡述這些挑戰如何被“調製型”技術所剋服，以及作者是如何通過理論建模和算法設計來解決這些問題的。此外，“組閤導航”部分也是我非常期待的，我希望能夠瞭解到如何將慣性導航與衛星導航、聲納導航等其他係統進行有效的融閤，從而實現更全麵、更可靠的定位和姿態估計。這本書的深度和專業性，讓我相信它一定能滿足我進一步學習的需求。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《船用調製型慣性導航及其組閤導航技術》後，我首先被其紮實的專業感所吸引。書的封皮設計雖然樸素，但卻透露齣一種厚重感，這讓我預感內容會非常充實。作為一個對海軍裝備及其背後技術原理充滿好奇的人，我一直對慣性導航係統在艦船上的應用有著濃厚的興趣。特彆是“調製型”這個概念，讓我覺得這本書可能在慣性導航的某些關鍵技術上有所突破和創新。我希望書中能夠詳細介紹這種“調製”方式的具體實現原理，以及它與傳統慣性導航技術相比，在精度、穩定性和抗乾擾能力方麵能帶來哪些顯著的提升。當然，書中關於“組閤導航”的部分更是讓我期待，如何在復雜的海洋環境中，有效地整閤慣性導航與其他導航信息，例如GPS、水下信標、或者聲學探測係統，以達到全天候、高精度的導航能力，這無疑是本書的核心價值之一。我期待從中學習到先進的融閤算法和實際應用的案例。