基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术 9787118100037 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118100037

商品编码：29649087865

包装：平装

出版时间：2015-08-01

基本信息

书名:基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术

：48.00元

售价：35.0元,便宜13.0元,折扣72

作者: 格林（Chrystel Gelin）；王秋滢,董千

出版社：国防工业出版社

出版日期：2015-08-01

ISBN：9787118100037

字数：

页码：106

版次：1

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

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内容提要

《基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术》是将多种测量仪器设备组合，开发一个能够测量并计算USV运动信息的软件包，以达到导航、控制、提高USBL系统定位性能的目的。n
　　《基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术》的内容比较完善，读者只需要基本的传感器知识就能读懂。n
　　《基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术》绝大部分翻译内容是根据原文直接翻译的，为了使读者读起来更加通俗易懂，有些地方进行了调整。

目录

作者介绍

文摘

序言

图目录n
表目录n
n
第1章 概论n
1.1 水文数据采集自主水面艇n
1.2 网关USVn
1.3 目标系统n
1.4 问题陈述n
1.5 本书贡献n
1.5.1 本书提纲n
n
第2章 测量仪器和数据采集系统n
2.1 传感器n
2.1.1 声学多普勒流速剖面仪n
2.1.2 惯性测量单元n
2.1.3 TCM2型罗经n
2.1.4 倾斜计n
2.1.5 全球定位系统n
2.2 数据采集系统n
2.2.1 主机n
2.2.2 目标机n
2.2.3 USV硬件结构n
2.2.4 计算机网络n
2.2.5 软件概述n
n
第3章 数据处理技术n
3.1 参考坐标系n
3.1.1 地球参考坐标系n
3.1.2 北一东一地参考坐标系n
3.1.3 载体坐标系n
3.1.4 船舶状态量n
3.2 坐标系转换n
3.2.1 地理坐标系到ECEF和：ECEF到NED的坐标系转换n
3.2.2 器件坐标系到载体坐标系的转换n
3.2.3 载体坐标系到NlED坐标系的转换n
3.3 数据融合n
3.3.1 数据融合概述n
3.3.2 欧拉角估算n
3.4 ADCP处理过程n
n
第4章 运动观测和试验结果n
4.1 垂直运动n
4.1.1 加速度研究n
4.1.2 速度计算n
4.1.3 垂直位置计算n
4.2 数据采集系统实验室测试n
4.2.1 步骤一：独立测量原始数据处理n
4.2.2 步骤二：确定数据融合方式n
4.2.3 步骤三：用于DGPS测量数据与已融合数据的数据融合低通滤波器以及基于互相关方法的相关性结论n
4.2.4 步骤四：信号混合高通滤波器以及信号标准差计算n
n
第5章 数据采集系统海上试验n
5.1 运动数据采集系统和导航数据融合结果n
5.2 ADCP原始测量数据与校正结果n
5.2.1 沿声束坐标系的ADCP数据校正n
5.2.2 沿北一东一上坐标系、ADCP地球参考坐标系的ADCP数据校正n
5.3 海上试验总结n
n
第6章 总结n
n
附录A 仪器输出信息格式n
附录B ADCP设置与采集n
n
参考文献

深海脉动：导航与感知的新纪元 本书并非关于“基于高频虚拟组件的运载器水下导航及海洋遥感技术 9787118100037”的著作，而是聚焦于一个更为广阔且同样引人入胜的领域——深海探索的物理学基础、信息传递的奥秘以及前沿的感知技术在未知水域的应用。我们将一同潜入浩瀚的海洋，探索人类如何借助先进的科学原理和工程技术，打破水下环境的桎梏，实现精准的导航与深刻的海洋感知。 第一部分：穿越蔚蓝迷雾——水下导航的物理学基石 海洋，一个充满挑战的环境。声波、电磁波、光波在水中的衰减、散射和折射特性，是制约水下导航的首要因素。本书将深入剖析这些物理现象背后的原理，为理解水下导航的固有难度提供坚实的理论支撑。 声学在水下通信与导航中的作用与局限： 声波作为目前水下信息传递最有效的手段，其传播速度、衰减规律、多径效应、信噪比等关键参数将得到详尽的阐述。我们将探讨声纳系统的工作原理，包括主动声纳和被动声纳，分析声呐测距、测速、成像的理论基础，并深入讨论声学信号在复杂海洋环境（如海底地形、海况变化、噪声干扰）下的传播衰减与失真问题。此外，声学多普勒效应在速度测量中的应用，以及基于声学传感器的定位原理（如长基线、短基线、超短基线系统）也将被细致讲解，同时也会指出其在精度、更新率及易受干扰等方面的固有局限性。 电磁波与光波在水下的短暂生命： 与空气不同，电磁波（尤其是射频信号）和可见光在水中衰减极快，仅能在极近距离内进行有限的信息传递。本书将解析电磁波在导电介质（海水）中的衰减机制（趋肤效应），分析其在水下通信中的理论深度限制，并探讨其在某些特定应用场景下的潜力，例如近岸浅海的短距离通信或作为辅助传感器。光波，尽管在清澈的海水中可以传播一定距离，但易受悬浮物、藻类等影响，导致衰减和散射加剧。我们将研究可见光通信（VLC）在水下应用的挑战，以及其在特定条件下的可行性，例如在深海热液喷口等生物发光区域的探索。 惯性导航的自主之翼： 在失去外部参照信号的情况下，惯性导航系统（INS）成为水下运载器自主导航的“心脏”。本书将系统性地介绍惯性测量单元（IMU）的组成，包括加速度计和陀螺仪的工作原理，以及它们如何通过积分计算得到位置、速度和姿态信息。我们将详细讲解INS的误差累积机制，包括传感器误差、平台误差和地球物理效应（如科里奥利力、离心力），并深入分析误差的传播模型和增长规律。如何通过高精度传感器、先进的滤波算法（如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波）来抑制误差的累积，延长INS的自主导航能力，将是本部分的重要内容。 时空几何的约束与解放： 地球的曲率、海洋的潮汐、洋流的影响，这些都构成了水下导航的复杂时空背景。本书将阐述如何在高精度地图数据的支持下，结合时间同步的测量，构建准确的水下三维空间模型。我们将讨论大地测量学、天文学原理在水下定位中的应用，以及如何克服地球自转带来的科里奥利力和离心力等效应。同时，对海洋动力学（潮汐、洋流）的理解，也是实现精确导航的关键，它们不仅影响运载器的实际运动轨迹，也可能对声学信号的传播产生影响。 第二部分：感知万象——水下遥感技术的多元演进 深邃的海洋蕴藏着无数的科学奥秘和资源宝藏。本书将带领读者探索能够“看”和“听”的海洋感知技术，揭示它们如何帮助我们绘制海底地图、监测海洋环境、搜寻目标。 回声的智慧：声学成像的多维度视角： 声纳技术不仅是导航的工具，更是水下“视觉”的延伸。我们将深入解析多波束测深系统（MBES）的工作原理，其如何通过同时发射和接收多个声束，高效率地获取大范围的海底地形数据，生成高分辨率的数字高程模型（DEM）。侧扫声纳（SSS）的成像原理，如何通过扫描海底表面，生成海底地貌、物体高对比度的二维图像，在搜索沉船、水下障碍物方面发挥重要作用，也将得到详细阐述。合成孔径声纳（SAS）技术，通过对运动目标的声信号进行合成处理，实现比同等工作频率下侧扫声纳更高的分辨率，在精细海底地形测绘、目标识别方面具有独特优势，其原理与挑战将是本部分的亮点。 光影的律动：光学传感器的水下之眼： 尽管光波在水下传播受限，但其高分辨率的特点依然使其在近距离探测中不可替代。本书将介绍水下可见光相机的成像原理、色彩还原技术，以及如何克服水下光线不足、散射造成的图像模糊问题。激光扫描技术在水下的应用，其如何通过发射激光并测量反射光的时间来获取精确的三维点云数据，实现高精度水下三维建模，也将被重点讨论。此外，还将探讨光谱成像技术在水下生物群落识别、水质参数测量中的潜在应用。 电磁波的穿透力：稀疏应用下的探索： 虽然射频电磁波在水下穿透力有限，但在特定频率和条件下，依然可以实现一些信息获取。本书将简要介绍低频电磁波在水下地质勘探、金属探测方面的有限应用，以及其技术挑战。 非声学传感器的奇思妙想： 除了主流的声学和光学传感器，本书还将展望一些新兴的、非传统的海洋感知技术。例如，利用海洋化学信号进行环境监测的传感器，利用生物发光信号进行探测的技术，以及未来可能出现的利用微弱海洋电场或磁场进行感知的技术。 多模态融合的智慧之眼： 单一的传感器往往难以全面反映复杂的海洋环境。本书将强调多模态传感器数据融合的重要性，如何将来自声纳、光学相机、惯性导航系统等多源信息进行有机结合，实现更全面、更准确的水下目标识别、环境理解和态势感知。例如，将声纳图像与光学图像进行配准，利用地形数据辅助光学目标搜索等。 第三部分：深海脉动——应用场景的无限可能 本书的价值不仅在于理论的深度，更在于其与现实应用的紧密结合。我们将展示先进的水下导航与感知技术如何在各个领域发挥关键作用，推动人类对海洋的认知和开发。 科学研究的利器： 从深海生物多样性调查、海底地质构造研究，到海洋生态环境监测、气候变化影响评估，水下运载器与先进的感知技术是科学家们深入海洋、获取第一手数据的核心工具。我们将探讨如何利用高精度水下地图和实时监测数据，推动基础科学研究的发展。 资源开发的先行者： 海洋油气勘探、海底矿产资源开发，都需要在复杂恶劣的水下环境中实现精准的定位和高效的勘测。本书将阐述如何在深海油气田的建设和维护中，如何利用导航技术实现精确的定位和对接，以及如何利用遥感技术进行海底资源的评估和监测。 国家安全的守护者： 水下态势感知、反潜侦察、水下设施的保护，都离不开先进的水下导航与感知技术。我们将探讨这些技术在军事领域的应用，以及其对维护国家海洋权益的重要性。 搜救与应急响应的希望之光： 在海难事故中，快速准确地定位沉船、搜寻失踪人员，是搜救行动的关键。本书将展示如何利用先进的声学和光学技术，在广阔的海域中高效地进行水下搜寻，为生命救援争取宝贵时间。 文化遗产的时光胶囊： 沉睡在海底的古沉船、失落的文明遗迹，是人类历史的宝贵财富。本书将介绍如何利用高精度水下测绘技术，对这些文化遗产进行科学的发掘、记录和保护，让深藏于海底的故事重现于世。 展望未来：智慧海洋的无限疆域 随着人工智能、大数据、新材料等技术的飞速发展，水下导航与感知技术正以前所未有的速度革新。本书的最后部分将展望未来的发展趋势，例如自主水下航行器（AUV）和无人遥控潜水器（ROV）的智能化升级，新型水下传感器的创新，以及如何构建覆盖全球的智能海洋观测网络。我们相信，通过对这些前沿技术的深入探索和不懈追求，人类将能够更加深入、更加全面地理解和利用这颗蓝色星球的宝藏，开启一个全新的智慧海洋时代。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字功底确实达到了一个很高的水准，它成功地在学术的严谨性和可读性之间找到了一个绝妙的平衡点。我注意到，即便是涉及到复杂的数学模型和算法推导时，作者也总能用非常清晰的比喻或者直观的图示来辅助解释，这极大地降低了理解门槛。特别是关于“海洋遥感”那几个章节，描述得既富有诗意，又充满了硬核的物理基础。作者似乎有一种魔力，能把遥感数据中那些抽象的光谱信息，转化为我们能想象到的海底地貌和水体特征。我特别喜欢那种叙述的节奏感，读起来一点也不拖沓，总是在你快要觉得吃力的时候，抛出一个关键的洞察点，让你豁然开朗。这种阅读体验，让我对海洋科学和信息技术的交叉领域产生了更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常吸引人，那种深邃的蓝色调立刻让人联想到浩瀚的海洋，加上一些现代感十足的科技线条，让人对其中的内容充满了好奇。我刚拿到手的时候，翻了几页，就被那种严谨又充满探索精神的文字风格所吸引。它不像那种枯燥的教科书，而是用一种引人入胜的方式，把那些高深的理论知识串联起来，让人在阅读的过程中，不断地思考“如果我是那个研究者，我该如何去实现这个构想？”。尤其是那些关于水下环境对信号传输影响的描述，简直细致入微，仿佛作者本人就常年泡在水下，对每一个细微的波动都了如指掌。这种真实感和代入感，是很多技术书籍所缺乏的，读起来让人觉得，这不仅仅是一本技术手册，更像是一部关于人类如何征服深海的史诗。我非常期待能深入了解书中那些关于“高频虚拟组件”的实际应用案例，特别是它们在复杂水文条件下的鲁棒性表现。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的结构安排得非常有层次感，从宏观的背景介绍到微观的技术细节，过渡得非常自然流畅。我特别欣赏作者在章节之间的逻辑连接上所下的功夫，好像每一个章节都是精心打磨过的拼图，最终拼凑出一个完整且清晰的技术蓝图。对于我这种对海洋工程有一定了解但又想深入钻研特定领域的读者来说，这本书简直是量身定制的。它没有过度纠结于那些已经被广泛讨论的基础理论，而是迅速切入到前沿且具有挑战性的领域，比如如何利用先进的信号处理技术来补偿水下信道的衰减和畸变。这种直击痛点的写作方式，让读者能够快速地抓住核心，并且马上就能体会到这些技术背后的巨大工程价值。我感觉这本书更像是一位经验丰富的导师，耐心地引导你，让你在最短的时间内，掌握最尖端的知识体系。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，这本书的专业性是毋庸置疑的，但真正让我震撼的是它对实际工程挑战的深刻理解和回应。很多理论书籍在谈及应用时总是显得空泛，但这本书不同，它似乎将每一个技术点都锚定在了真实的水下作业场景中。从深潜器的自主避障到大范围海域的精细测绘，书中的每一个算法和组件设计，都能看到对“可靠性”和“实时性”的极致追求。那种对细节的偏执，比如对环境噪声模型的精确构建，以及对电磁波在海水介质中衰减特性的细致建模，都体现了作者深厚的工程素养。读完之后，我感觉自己不仅在学习知识，更是在进行一次虚拟的、高强度的水下系统集成项目，收获的不仅是理论，更有解决复杂工程难题的信心和思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是：它不只是一份技术报告的集合，更像是一个充满前瞻性的行业白皮书。它不仅仅告诉我们“现在能做什么”，更重要的是，它在暗示和引导我们去思考“未来十年，这个领域会朝着哪个方向发展”。书中对于新兴传感技术和数据融合架构的探讨，展现了作者深厚的行业洞察力。比如，对于多源异构数据在恶劣水下环境下的实时校正与融合策略，作者的分析细致入微，提出的解决方案具有很强的可操作性和前瞻性。我甚至开始思考，书中的某些论点是否可以迁移到其他极端环境的导航定位问题上。这种能够引发更广泛思考的深度，是衡量一本优秀技术专著的重要标准，而这本书显然做到了。