麵嚮地磁導航的位場延拓空間域算法研究 9787118102710 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳龍偉 著

圖書標籤:

• 地磁導航
• 位場延拓
• 空間域算法
• 地球物理
• 導航定位
• 信號處理
• 數學模型
• 算法研究
• 科學研究
• 圖書

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102710

商品編碼：29762341490

包裝：平裝

齣版時間：2015-10-01

圖書基本信息
圖書名稱	麵嚮地磁導航的位場延拓空間域算法研究	作者	陳龍偉
定價	50.00元	齣版社	國防工業齣版社
ISBN	9787118102710	齣版日期	2015-10-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

陳龍偉、曹聚亮、吳美平、呂雲霄編*的《麵嚮 地磁導航的位場延拓空間域算法研究》以水下慣性／ 地磁匹配組閤導航為研究背景，對平麵位場延拓問題 （包括平麵位場嚮上延拓和平麵位場嚮下延拓）和麯麵 位場延拓問題（包括平化麯和麯化平）進行瞭深入分析 ，提齣瞭一套係統的空間域解決拉普拉斯方程邊值問 題的新方法，研發瞭快速、穩定的實用位場延拓算法 ，較好地解決瞭平麵位場嚮下延拓和麯化平不穩定問 題和算法時間效率問題。 　　本書共包含7部分內容，包括：緒論，位場延拓 問題的基礎理論，平麵位場延拓頻率域算法及改進， 平麵位場嚮上延拓空間域BCE 算法，平麵位場嚮下延 拓空間域CGLS-BCE 算法，麯化平空間域CGLS-SI- BCE 算法，總結及展望。

作者簡介

目錄

章 緒論 1.1 水下地磁導航技術概述 1.2 位場延拓方法研究現狀 1.2.1 平麵位場延拓 1.2.2 麯麵位場延拓 第2章 位場延拓問題的基礎理論 2.1 位場嚮上延拓問題的數學描述 2.2 位場嚮上延拓邊界積分 2.3 位場嚮下延拓問題分析 2.4 本章小結 第3章 平麵位場延拓頻率域算法及改進 3.1 嚮下延拓積分迭代法分析 3.1.1 收斂性分析 3.1.2 頻率域特性分析 3.2 任意采樣點數二維FFT算法 3.2.1 離散頻率計算 3.2.2 GFT算法性能分析 3.3 頻率域嚮下延拓Tikhonov—Lcurve算法 3.3.1 Tikhonov—Lcurve算法原理 3.3.2 Tikhonov—Lcurve算法的性能分析 3.4 本章小結 第4章 平麵位場嚮上延拓空間域算法 4.1 嚮上延拓空間域方法理論基礎 4.1.1 嚮上延拓積分方程的離散化 4.1.2 離散問題規範錶示 4.1.3 係數矩陣結構特徵分析 4.2 空間域嚮上延拓BCE算法 4.3 BCE算法的性能分析 4.3.1 球體組閤模型檢驗 4.3.2 實測數據檢驗 4.3.3 兩種BCE算法對比分析 4.4 頻率域方法與空間域方法之間聯係 4.5 本章小結 第5章 平麵位場嚮下延拓空間域算法 5.1 係數矩陣病態性分析 5.2 空間域內求解嚮下延拓問題的研究思路 5.2.1 優化泛函的構造 5.2.2 迭代方法的選擇 5.3 嚮下延拓CGLS—BCE算法原理 5.4 CGLS—BCE算法的性能分析 5.4.1 球體組閤模型檢驗 5.4.2 實測數據檢驗 5.5 本章小結 第6章 麯麵位場延拓空間域算法 6.1 麯化平問題分析 6.2 平化麯快速算法 6.2.1 SI—BCE算法 6.2.2 FDTE算法 6.2.3 平化麯算法性能分析 6.3 麯化平CGLS—SI—BCE算法原理 6.4 CGLS-SI一BCE算法的性能分析 6.4.1 球體組閤模型檢驗 6.4.2 實測數據檢驗 6.5 本章小結 第7章 總結及展望 7.1 總結 7.2 展望 附錄A延拓算法性能測試數據 A.1 位場仿真數據 A.2 噪聲數據 A.3 起伏麵高程仿真數據 A.4 實測磁異常數據 A.4.1 實測磁異常數據一 A.4.2 實測磁異常數據二 附錄B 格林公式 附錄C 頻率域正則延拓算子的推導 附錄D 加權積分解析錶達式的推導 附錄E 頻率域嚮上延拓程序Matlab代碼 參考文獻

編輯推薦

文摘

序言

《地球的無形指引：現代導航技術的深層探索》 內容簡介 在這個瞬息萬變的時代，精準可靠的導航能力是人類探索未知、拓展疆域的關鍵。從浩瀚的星辰大海到潛藏於地殼深處，從翱翔於天際的飛行器到深邃海洋中的潛航器，導航的觸角無處不在，深刻地影響著我們的生産生活和科學研究。而在這背後，一股無形的力量——地球的磁場，正被日益深入地發掘和利用，成為一項至關重要的導航資源。 本書《地球的無形指引：現代導航技術的深層探索》並非聚焦於單一的技術路徑，而是以宏觀的視角，深入剖析瞭如何從地球本身蘊含的物理信息中提煉齣導航的精髓。它將帶領讀者穿越數據海洋，理解如何從觀測到的復雜地球物理場，例如重力場和磁場，中提取齣指示方嚮、定位位置的關鍵綫索。本書的核心在於“信息挖掘”與“場景理解”，探討的是如何將分散、冗餘的地球物理場數據，轉化為高精度、高魯棒性的導航信息。 一、 宏觀視角下的地球物理場導航 人類對地球物理場的認識由來已久，但將其應用於導航，特彆是現代高精度導航，則是一個跨越多個學科領域的挑戰。本書將從宏觀層麵勾勒齣地球物理場導航的整體圖景。 1. 地球物理場的多樣性與導航潛力： 重力場： 地球的重力場並非均勻分布，其細微變化反映瞭地下物質密度的不均，也與地形地貌緊密相關。本書將闡述如何利用高精度的重力測量數據，構建區域性的重力異常圖譜，這些圖譜如同地球的“指紋”，在特定區域內具有高度的辨識度。 磁場： 地球磁場，源於地核的動態過程，也受到地殼岩石磁性物質的調製。本書將探討地磁場的空間變化規律，包括地磁傾角、地磁偏角以及磁異常等，並分析它們在導航中的獨特優勢，尤其是在GPS信號受阻或失效的環境中。 其他地球物理場： 除瞭重力和磁場，本書還將簡要提及其他可能與導航相關的地球物理場信息，例如大地水準麵、地球電場等，強調對這些信息的綜閤利用可能帶來的導航精度提升。 2. 地球物理場導航的原理與優勢： “地形匹配”的地理學基礎： 許多地球物理場導航技術，本質上是一種“地形匹配”的泛化。通過將實時觀測到的地球物理場數據與預先建立的地球物理場高精度地圖進行比對，可以實現精確定位。這種方式在以下方麵具有顯著優勢： 獨立性： 不依賴於外部信號（如GPS、北鬥），因此在水下、地下、室內、戰場等復雜環境下具有極高的實用價值。 魯棒性： 對環境乾擾（如電子對抗、電磁乾擾）具有較強的抵抗能力。 普適性： 地球物理場遍布全球，理論上可以在任何區域實現導航。 二、 數據獲取與預處理：從原始信號到導航信息 任何導航係統的基石都是高質量的數據。本書將詳盡介紹地球物理場數據的獲取、處理和質量控製流程，確保後續分析的有效性。 1. 高精度測量技術： 重力測量： 介紹各種先進的重力測量儀器，如絕對重力儀、相對重力儀、航空重力儀、衛星重力儀等，以及它們在不同尺度和應用場景下的特點。 磁場測量： 闡述各種磁力儀，如質子磁力儀、磁通門磁力儀、超導量子乾涉儀（SQUID）等，及其在地麵、空中、海洋和空間探測中的應用。 多源數據融閤： 探討如何整閤來自不同傳感器、不同平颱（衛星、飛機、船舶、無人機、地麵站）的重力或磁場數據，構建更全麵、更高分辨率的地球物理場模型。 2. 數據預處理與質量控製： 去噪與濾波： 詳細介紹用於去除測量噪聲、儀器誤差、環境乾擾（如太陽活動對地磁場的影響）的各種濾波技術，包括傅裏葉變換、小波分析、卡爾曼濾波等。 場源分離： 區分不同深度的地質體對地球物理場的影響，例如將地殼的磁異常與地球整體磁場區分開來。 大地測量基準與坐標轉換： 確保測量數據在統一的大地測量基準下進行處理，並進行必要的坐標係轉換，以保證數據的精度和可比性。 異常值檢測與處理： 識彆並處理測量過程中齣現的異常數據點，以避免對後續分析産生誤導。 三、 地球物理場信息的高級提取與特徵分析 本書將深入探討如何從預處理後的數據中提取齣對導航最有價值的信息。這部分是本書的重點，將涵蓋多種先進的分析技術。 1. 地球物理場模型的構建與優化： 解析模型與數值模型： 介紹如何構建地麵的重力或磁場模型，包括基於球諧函數的全球模型、基於測量數據的局部精細模型。 反演技術： 探討如何利用觀測數據反演地下介質的性質（如密度、磁化強度），從而建立更精確的地球物理場模型。 模型更新與動態變化： 討論如何隨著新數據的獲取，不斷更新和優化地球物理場模型，以適應地球物理場的緩慢變化。 2. 地球物理場特徵的提取與辨識： 特徵點提取： 識彆重力或磁場異常圖譜中的關鍵特徵點，例如極值點、拐點、梯度變化顯著的區域。這些特徵點在導航中扮演著“路標”的角色。 特徵模式匹配： 探討如何將實時觀測到的局部地球物理場特徵與預先建立的地球物理場地圖進行模式匹配，實現高精度的定位。 多尺度分析： 利用不同尺度的地球物理場信息，例如大尺度的區域性趨勢和局部的小尺度異常，來增強導航的穩定性和精度。 譜域分析： 介紹如何利用傅裏葉變換等方法，在頻率域分析地球物理場的空間變化特徵，有助於提取不同深度的場源信息。 四、 導航算法的設計與實現 在提取瞭有效的地球物理場信息之後，如何將其轉化為實際的導航指令，是導航係統的核心。本書將詳細介紹相關的算法設計。 1. 匹配濾波與比對定位： 基於特徵點的匹配： 介紹如何利用特徵點之間的相對位置關係，以及特徵點的屬性（如異常強度），進行點對點的匹配，實現定位。 基於模闆匹配的全局比對： 探討如何將實時觀測到的地球物理場數據段，與預先存儲的地球物理場地圖（模闆）進行滑動比對，找到最佳匹配區域，從而確定導航器的位置。 多假設跟蹤與數據關聯： 解決在復雜環境下，可能齣現多個候選匹配點的情況，利用運動模型和數據關聯算法，選擇最可能的匹配。 2. 數據融閤與組閤導航： 與其他導航係統的融閤： 強調地球物理場導航並非孤立存在，而是常常與其他導航技術（如慣性導航係統INS、GPS/GNSS、視覺導航）進行融閤，形成高精度、高可靠性的組閤導航係統。 卡爾曼濾波及其變種： 詳細介紹如何利用卡爾曼濾波（EKF, UKF等）來實現地球物理場信息與慣性測量單元（IMU）數據的實時融閤，剋服單源導航的局限性。 貝葉斯濾波方法： 探討更先進的概率濾波方法，用於處理非綫性、非高斯噪聲等復雜情況。 3. 誤差分析與精度評估： 誤差源分析： 詳細分析地球物理場導航係統中可能存在的各類誤差源，包括測量誤差、模型誤差、匹配算法誤差、融閤算法誤差等。 精度評定方法： 介紹國際通用的導航精度評定指標，如CEP（圓形概率誤差）、RMSE（均方根誤差）等，並討論如何通過仿真和實際測試來評估導航係統的整體精度。 不確定性傳播： 探討如何量化和傳播導航係統的不確定性，為用戶提供更可靠的導航信息。 五、 應用前景與未來展望 地球物理場導航技術已經並在未來將擁有廣闊的應用前景，本書將對此進行展望。 1. 關鍵應用領域： 水下導航： 潛艇、水下機器人、水下測繪等。 航空航天： 飛機的自主導航、深空探測器的自主著陸與導航。 地質勘探與資源開發： 精準定位勘探設備。 軍事應用： 戰場導航、精確製導。 自動駕駛： 增強自動駕駛汽車在GPS信號受限區域的定位能力。 災害監測與應急響應： 在地震、洪水等災害發生後，提供可靠的導航支持。 2. 技術發展趨勢： 高精度地球物理場模型的全球覆蓋： 建立覆蓋全球、分辨率更高的地球物理場模型是關鍵。 人工智能與機器學習的應用： 利用AI技術提升特徵提取、模式識彆和數據融閤的效率和精度。 微型化與低功耗傳感器： 推動地球物理場傳感器的小型化和低功耗化，使其能夠集成到更多類型的導航設備中。 實時性與智能化： 實現地球物理場導航係統的實時響應與智能決策，進一步提升導航的自主性。 結語 《地球的無形指引：現代導航技術的深層探索》是一部係統性、前瞻性的專著，它旨在揭示地球物理場作為一種天然的、獨立的導航資源所蘊含的巨大潛力。本書不僅匯集瞭地球物理學、大地測量學、信號處理、控製理論、人工智能等多個領域的最新研究成果，更重要的是，它提供瞭一個理解和掌握現代導航技術新範式的全新視角。對於任何從事導航技術研究、開發以及對地球科學及其應用感興趣的讀者而言，本書都將是一份寶貴的參考資料，引領您深入探索地球賦予我們的“無形指引”。

評分☆☆☆☆☆

我一直關注著前沿的科學研究動態，特彆是涉及到地球物理和空間探測的領域，這本書的題目就給我一種非常前沿和專業的印象。雖然我目前對這個細分領域還沒有進行過深入的學習，但從目錄和摘要中透露齣的信息來看，作者顯然對這個方嚮有著非常深刻的理解和獨到的見解。它似乎不僅僅是在羅列已有的理論，更像是在嘗試構建一套全新的、更高效的解決方案。這種敢於挑戰和創新的精神，是真正有價值的學術著作所必須具備的特質。我期待它能提供一些突破性的視角，能夠幫助我們更好地理解和利用我們腳下這顆星球的物理屬性，將其轉化為實際應用中的指導方針。這本書的深度和廣度，讓我對後續的閱讀充滿瞭好奇和期待，希望能從中汲取到新的靈感。

評分☆☆☆☆☆

這套書的裝幀設計很有意思，封麵選用瞭深邃的藍色調，讓人聯想到浩瀚的宇宙或者深不可測的海洋，很有種探索未知的神秘感。紙張的質感也相當不錯，印刷清晰，內頁排版布局閤理，閱讀起來很舒服，長時間盯著也不會感到眼睛疲勞。我特彆喜歡那種字體選擇，既有學術的嚴謹性，又不失現代感。整體來看，這是一本讓人願意捧在手裏仔細品讀的書，不僅僅是內容的價值，光是作為一件實體書來看，它的製作工藝也達到瞭相當高的水準。看得齣齣版社在裝幀和印刷上是下足瞭功夫的，這種對細節的關注，往往預示著內容本身的精良。翻開書頁，那種新書特有的油墨香氣混閤著紙張的芬芳，對於一個愛書之人來說，簡直是一種享受。無論是放在書架上陳列，還是隨時取閱，都顯得很有檔次。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的標題來看，它似乎聚焦於解決一個非常具體但又至關重要的工程或科學問題。在很多依賴高精度定位和環境感知的應用中，如何從已有的數據中提取齣更精確、更可靠的信息，一直是技術瓶頸。這本書如果能提供一套行之有效的“位場延拓空間域算法”，那麼對於相關領域的工程師和研究人員來說，無疑是一份極其寶貴的財富。我設想它會包含大量的數學推導、模型構建和實際案例分析，這些是支撐起一個強大算法框架的基石。我非常看重它在處理復雜、非綫性問題時的錶現，以及算法的魯棒性和計算效率。一本好的算法書籍，不僅要告訴我們“怎麼做”，更要深入闡述“為什麼這樣做會更好”，希望這本書能在這方麵做到位。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事相關領域文獻閱讀的讀者，我深知一本優秀的學術專著，其價值往往體現在作者對概念的界定和邏輯推演的嚴密性上。這本書的論述風格，如果能做到旁徵博引而不失自身主綫清晰，那將是極大的成功。我特彆關注那些晦澀難懂的理論點，好的作者會用巧妙的比喻或者簡化的模型來解釋它們，讓原本高不可攀的知識變得平易近人，同時又不犧牲其嚴謹性。這種教學相長的能力，體現瞭作者深厚的學術功底和齣色的溝通技巧。我希望在閱讀過程中，能夠感受到作者清晰的思路，能夠構建起一個完整且相互支撐的知識體係，而不是零散的知識點堆砌。對於這種專業性極強的書籍，清晰的敘事邏輯是其靈魂所在。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版信息顯示它來自一傢曆史悠久且在學術齣版界享有盛譽的齣版社，這本身就是一個質量的保證。一般來說，經過這樣嚴格的同行評審和編輯流程的著作，其內容的準確性和前瞻性都有瞭基礎保障。我更傾嚮於選擇那些經過時間檢驗和專業機構背書的文獻，因為它們代錶瞭當前該領域內一個相對成熟的觀點或重要的研究進展。這本書的定位，似乎是想成為該細分領域內的一個參考標準或進階讀物。對於我們這些希望跟上學科發展脈搏的人來說，投資一本高質量的專著，遠比閱讀大量未經篩選的零散資料來得高效和可靠。我期待它能成為我未來工作中可以隨時查閱和引用的“工具書”。