即插即用式光縴陀螺全站儀組閤定嚮理論 於先文 9787564154165 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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於先文 著

圖書標籤:

• 光縴陀螺儀
• 全站儀
• 組閤定嚮
• 測量學
• 大地測量
• 導航定位
• 傳感器技術
• 工程測量
• 理論研究
• 於先文

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564154165

商品編碼：29526328188

包裝：平裝

齣版時間：2014-12-01

基本信息

書名：即插即用式光縴陀螺全站儀組閤定嚮理論

定價：38.00元

作者：於先文

齣版社：東南大學齣版社

齣版日期：2014-12-01

ISBN：9787564154165

字數：185000

頁碼：123

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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全書分八章，包括緒論、全站儀的主要軸係、光縴陀螺的工作原理及誤差、地麵定嚮的點綫麵、光縴陀螺/全站儀組閤原理、常參數齣廠標定、應用方法及精度、儀器試製及測試等內容，全麵敘述瞭光縴陀螺/全站儀組閤的整套技術理論。

目錄

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作者介紹

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於先文，男，博士，副教授，江蘇省測繪地理信息學會青年工作委員會委員，安徽五河人。1999年7月於西安工程學院測繪工程係畢業，獲學士學位；2005年3月於東南大學交通學院畢業，獲碩士學位；2009年6月於東南大學儀器科學與工程學院畢業，獲博士學位；2011年通過國傢注冊測繪師考試，獲得注冊測繪師資格證書。現在東南大學交通學院測繪工程係從事教學與科研工作，主要研究方嚮為測量數據處理理論、GNSS精密定位技術、慣性技術在測繪中的應用等。已主持完成國傢科技支撐計劃子課題1項、江蘇省測繪科研基金1項，參與完成省部級以上科研項目近10項，獲得教育部科技進步一等奬1項，國傢測繪科技進步三等奬1項。發錶學術論文近20篇，獲得授權發明5項，參編教材2部。

文摘

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序言

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光學與慣性導航的融閤：基於即插即用光縴陀螺的全站儀定嚮理論 前言 在現代工程測量、地質勘探、航空航天以及國防軍事等諸多領域，高精度、高效率的定嚮測量技術是實現精確控製、導航和定位的基石。傳統的定嚮方法，如磁羅盤、太陽羅盤，雖然具有悠久的曆史和一定的實用性，但在精度、可靠性以及適應復雜環境方麵存在顯著局限。隨著科技的飛速發展，慣性導航技術，特彆是光縴陀螺（Fiber Optic Gyroscope, FOG）的齣現，極大地革新瞭定嚮測量領域。光縴陀螺憑藉其無機械轉動部件、響應速度快、壽命長、精度高等優點，逐漸成為高性能慣性測量單元（Inertial Measurement Unit, IMU）的核心器件。 與此同時，全站儀（Total Station）作為一種集測距、測角功能於一體的集成式測量儀器，在工程測量中扮演著不可或缺的角色。它能夠一次性完成距離、角度（水平角和竪直角）的測量，極大地提高瞭測量效率和精度。將全站儀的功能與慣性測量技術相結閤，從而實現無需外部參照，獨立自主的定嚮測量，是測量領域的一項重要研究方嚮。 本書聚焦於“即插即用式光縴陀螺全站儀組閤定嚮理論”，深入探討如何將先進的光縴陀螺技術與經典的全站儀測量原理進行有機融閤，構建一套全新的、高性能的定嚮測量解決方案。我們將從基礎理論齣發，係統闡述光縴陀螺的工作原理、性能特點及其在定嚮測量中的應用優勢，並在此基礎上，深入研究全站儀與光縴陀螺的組閤方式、數據融閤策略以及算法設計，最終構建一套“即插即用”的、高精度、高可靠性的全站儀組閤定嚮係統。 第一章：光縴陀螺（FOG）原理與技術進展 本章將詳細介紹光縴陀螺的基本工作原理，包括其核心的Sagnac效應。我們將深入剖析乾涉式光縴陀螺（IFOG）和偏振光縴陀螺（PFOG）等主流技術路綫，並探討影響光縴陀螺性能的關鍵因素，例如光源的穩定性、光縴的質量、相位調製技術以及信號處理方法。同時，我們將迴顧光縴陀螺技術近年來的發展動態，包括新型傳感結構、誤差補償技術以及小型化、集成化趨勢，為後續的係統設計奠定堅實的技術基礎。 第二章：全站儀測量原理與誤差分析 本章將迴顧全站儀作為傳統定嚮測量工具的核心原理，重點介紹其測角和測距的測量模型。我們將詳細分析全站儀在實際測量過程中可能遇到的各類誤差源，包括儀器誤差（如視準軸誤差、傾斜軸誤差）、環境誤差（如大氣摺射、溫度濕度影響）以及操作誤差。通過深入理解這些誤差的産生機製，我們能夠為後續的全站儀與光縴陀螺數據融閤提供必要的修正和補償依據，以實現更高精度的組閤定嚮。 第三章：即插即用式光縴陀螺全站儀係統架構設計 本章是本書的核心章節之一，我們將圍繞“即插即用”的理念，設計一套創新的光縴陀螺全站儀組閤定嚮係統架構。我們將探討如何將高性能的光縴陀螺IMU模塊無縫集成到全站儀的測量平颱中，實現硬件上的“即插即用”。這包括IMU的安裝位置選擇、與全站儀主體的機械連接、電氣接口的設計以及通信協議的建立。此外，我們還將討論係統的數據采集流程，包括全站儀的測角測距數據以及光縴陀螺的角速度和加速度數據如何被同步采集，為後續的數據融閤奠定基礎。 第四章：光縴陀螺與全站儀數據融閤理論 數據融閤是實現高精度組閤定嚮的關鍵。本章將深入探討光縴陀螺和全站儀數據的融閤理論。我們將介紹常用的數據融閤算法，如卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）、擴展卡爾曼濾波（Extended Kalman Filter, EKF）以及無跡卡爾曼濾波（Unscented Kalman Filter, UKF）等。我們將詳細分析不同濾波算法在融閤過程中的優劣勢，並根據光縴陀螺和全站儀數據的特性，設計最優的數據融閤模型。這將包括如何利用全站儀提供的絕對位置和角度信息來校準光縴陀螺的漂移，以及如何利用光縴陀螺提供的高頻姿態信息來補償全站儀測量過程中可能存在的動態誤差。 第五章：組閤定嚮的姿態與方位解算算法 本章將側重於組閤定嚮過程中的具體姿態（俯仰角、橫滾角）和方位（航嚮角）解算算法。我們將介紹如何利用融閤後的數據，通過數學模型精確計算齣儀器的三維姿態和絕對方位。這可能涉及到利用光縴陀螺的積分運算來估算角度變化，並結閤全站儀提供的水平角和竪直角信息進行精確定位。我們將深入研究如何在不同工作場景下（例如，儀器靜止、儀器運動、以及存在外部乾擾等）選擇和優化解算算法，以確保在各種條件下都能獲得穩定可靠的定嚮結果。 第六章：係統誤差校正與性能評估 為瞭保證組閤定嚮係統的最終精度，本章將重點討論係統的誤差校正方法。我們將進一步分析在數據融閤和姿態解算過程中可能遺留的殘餘誤差，並提齣相應的校正策略。這可能包括基於標稱坐標係的儀器常數校正、基於已知點的係統標定以及基於模型預測的誤差補償等。此外，本章還將詳細介紹如何對組閤定嚮係統的性能進行科學的評估。我們將定義一係列關鍵的性能指標，如精度、穩定性、可靠性、響應速度等，並設計相應的實驗方案來驗證係統的實際性能，與現有技術進行對比分析。 第七章：實際應用與未來展望 本章將探討即插即用式光縴陀螺全站儀組閤定嚮係統在實際工程測量、無人機導航、機器人定位等領域的潛在應用。我們將分析該係統相較於傳統方法的優勢，例如無需導綫連接，自主定嚮能力強，效率高，精度高等。最後，我們將對未來的發展趨勢進行展望，包括進一步提升係統的精度和魯棒性，實現更高級彆的自主化和智能化，以及與其他傳感技術（如視覺傳感器、GNSS）的融閤，構建更全麵的導航定位解決方案。 結論 本書旨在為研究人員、工程師以及相關領域的從業者提供一套係統、深入的理論指導和技術參考，以期推動即插即用式光縴陀螺全站儀組閤定嚮技術的發展和應用。我們相信，通過對光縴陀螺與全站儀的深度融閤，將能夠構建齣新一代的高性能定嚮測量係統，為各行各業的科技進步提供強有力的支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的案例研究部分，簡直是為工程實踐者量身定製的寶典。它不僅僅是紙上談兵，而是提供瞭一係列高度逼真的應用場景模擬。我注意到，書中詳細對比瞭不同光路結構在實際野外測試中所錶現齣的魯棒性差異，特彆是針對復雜地形或電磁環境下的數據修正算法，給齣瞭非常實用的參考方案。其中一個關於“基於大三角網的實時自校準”的實例，直接引用瞭某重大工程項目的背景數據，雖然具體數值做瞭脫敏處理，但其思路的嚴謹性和操作的規範性，完全可以作為我們內部培訓的範本。我特彆關注瞭它在不同作業周期下的性能評估，比如連續工作48小時與短期高精度脈衝測量時的能耗及穩定性對比，這些都是一綫工程師在項目規劃時必須考慮的硬指標，書中將其係統化地呈現齣來，體現瞭作者深厚的現場經驗積纍。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來講，這本書的行文風格非常具有個人特色，它不似某些官方報告那樣闆著麵孔，而是帶有明顯的“導師”口吻。作者在關鍵概念闡述完畢後，常常會穿插一些發人深省的“思考題”或者“延伸閱讀建議”，這些小小的引導，極大地激發瞭讀者的主動探索欲。我個人很享受這種被引導著去探索知識邊界的感覺。比如，在講解到光縴傳感器的微觀效應時，作者沒有直接跳到宏觀應用，而是引導讀者去聯想量子力學中的某些現象，雖然不是直接的應用，但這種跨學科的觸類旁通，為理解機製提供瞭更廣闊的思維背景。整本書讀下來，感覺像是在進行一場高水平的學術研討會，你不僅聽到瞭權威的講解，還被邀請參與到對未來的展望中去，收獲遠超預期的知識量。

評分☆☆☆☆☆

作為一本涉及前沿技術的專業著作，其術語的規範性和一緻性是衡量其專業水平的關鍵指標。我很高興地發現，這本書在術語處理上極為考究。對於首次齣現的復閤名詞，作者總會輔以簡潔而精準的英文縮寫解釋，確保讀者不會因為專業詞匯的堆砌而感到睏惑。更值得稱贊的是，書中對一些具有爭議性的技術路綫，都持有一種審慎而客觀的態度，既肯定瞭主流技術路徑的優勢，也並未迴避其潛在的局限性，這在很多一味推崇新技術的著作中是少見的。這種平衡的視角，讓讀者在學習過程中能夠保持批判性思維，而不是盲目接受既定結論。這種對知識嚴謹的把控，使得這本書的參考價值經久不衰，不會因為幾年後的技術迭代而迅速貶值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計著實令人眼前一亮，封麵那種深邃的藍色調，配上銀灰色的標題字體，散發齣一種嚴謹而又充滿科技感的專業氣息。我原本以為這是一本枯燥的教科書，但翻開後發現，作者在圖錶的排版上花瞭大量的心思。那些復雜的係統結構圖和光路示意圖，色彩區分得極其到位，即便是初次接觸這類復雜儀器的讀者，也能很快抓住核心概念的脈絡。尤其欣賞的是，書中穿插瞭許多曆史沿革的小插圖和關鍵技術突破的“時間軸”，這使得原本冰冷的技術描述，瞬間有瞭鮮活的人文色彩。閱讀過程中，我感覺自己不僅僅是在學習一個技術名詞，更像是在追溯一個尖端領域是如何一步步攻剋難關、最終走嚮成熟的曆程。那印刷的紙張質量也相當不錯，即便是反復翻閱，也不會輕易齣現摺痕或墨水滲透的問題，這對於需要經常在圖錶和公式間往返查閱的理工科學習者來說，無疑是一個巨大的加分項。這種對細節的打磨，體現瞭齣版方對專業書籍品質的堅持。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的理論深度感到十分震撼，它並非停留在概念的簡單羅列，而是深入到瞭物理學和工程學的底層邏輯。特彆是關於“零偏量補償”和“非互易性”的章節，作者的闡述清晰到令人拍案叫絕。他沒有滿足於給齣標準公式，而是花瞭大篇幅去探討不同環境乾擾（例如溫度漂移、機械振動）對測量精度的實際影響模型。我特彆喜歡其中一處關於“隨機遊走”誤差分析的論述，作者巧妙地引入瞭一個類比模型，將抽象的誤差纍積過程具象化瞭，這極大地降低瞭理解門檻。對於那些習慣於“知其然不知其所以然”的學習者來說，這本書提供瞭一個堅實的“所以然”的基礎。讀完相關章節，我感覺自己對慣性導航係統的核心約束有瞭更深層次的體悟，很多以往似懂非懂的環節，都在作者細膩的推導中豁然開朗。這種將理論與工程實踐無縫對接的寫作手法，是此書最寶貴的財富之一。