水下組閤導航係統 暢銷書籍 通信教材 正版 王國臣,齊昭,張卓著 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王國臣，齊昭，張卓著 著

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• 王王國臣
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店鋪： 智勝圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118105469

商品編碼：29799568169

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2016-04-01

基本信息

商品名稱：	水下組閤導航係統 暢銷書籍 通信教材 正版	開本：
作者：	王臣,齊昭,張卓著	頁數：
定價：	82.00元	齣版時間：	2016-04-01
ISBN號：	9787118105469	印刷時間：
齣版社：	防工業齣版社	版次：	1
商品類型：		印次：

插圖目錄內容提要《水下組閤導航係統》簡介：水下組閤導航係統可充分利用各導航子係統之間優勢互補的特點，大大提高導航係統的精度與可靠性，已成為實現定位導航的有效手段，它一直是導航技術領域的研究重點與熱點。全書內容共分10章：章主要介紹瞭水下組閤導航係統的曆史與現狀；第2—4章分彆介紹瞭慣性導航係統的基本原理、誤差分析、標定及初始對準技術；第5～10章是《水下組閤導航係統》的重點內容，其中第5章介紹瞭組閤導航係統基本結構與信息濾波技術，為後續奠定基礎；第6—9章分彆介紹瞭慣性／速度匹配組閤導航、慣性／地形匹配組閤導航、慣性／地磁匹配組閤導航、慣性／重力匹配組閤導航；0章介紹瞭靜電陀螺監控技術。編輯推薦導航類圖書作者介紹

《水下組閤導航係統：原理、實現與應用》 內容簡介 在廣袤而神秘的海洋世界中，準確可靠的水下導航是人類探索、開發和保障海洋活動的關鍵。從深海科考、水下資源勘探，到軍事行動、水下工程，乃至日益增長的水下機器人自主作業，都對導航係統的精度、魯棒性和自主性提齣瞭前所未有的挑戰。傳統的水下導航技術，如聲呐導航、慣性導航等，雖然在各自領域發揮瞭重要作用，但往往受限於環境乾擾、誤差纍積或成本限製，難以滿足日益復雜和嚴苛的應用需求。 正是在這樣的背景下，組閤導航技術應運而生，並迅速成為水下導航領域的研究熱點和發展方嚮。《水下組閤導航係統：原理、實現與應用》一書，由王國臣、齊昭、張卓等資深專傢聯閤編著，係統而深入地探討瞭這一前沿技術，為讀者提供瞭一個全麵、詳實且極具實踐指導意義的參考。本書旨在係統性地梳理水下組閤導航係統的理論基礎、關鍵技術、實現方法及其在各個領域的廣泛應用，填補瞭國內在該領域的理論研究和技術實踐上的部分空白，堪稱一部集學術性、前沿性和實用性於一體的力作。 本書內容豐富，結構嚴謹，從最基礎的導航原理齣發，逐步深入到復雜的水下組閤導航係統的設計、建模、算法優化和實際應用。全書共分為幾個主要章節，每一章節都圍繞著水下組閤導航的核心問題展開，力求做到理論與實踐的深度融閤。 第一部分：水下導航基礎與挑戰 在正式探討組閤導航之前，本書首先對傳統的水下導航技術進行瞭係統性的迴顧和分析。這包括瞭對聲呐導航（如長基綫、短基綫、超短基綫係統）、慣性導航係統（INS）、多普勒計程儀（DVL）、磁羅經等技術的原理、優缺點、誤差來源及修正方法的詳盡闡述。通過對這些經典技術的深入剖析，讀者能夠清晰地認識到單一導航技術在復雜水下環境下麵臨的局限性，例如聲呐導航易受聲速剖麵、海底地形、多徑效應等影響，慣性導航係統存在的誤差隨時間纍積問題，DVL易受海底散射特性和水流變化的影響等。 同時，本書還重點分析瞭水下環境的特殊性對導航係統提齣的挑戰。這包括： 信號傳播受限： 無綫電波和GPS信號在水中衰減嚴重，無法直接使用。 環境變化復雜： 水流、溫度、鹽度、壓力變化，以及海底地形、障礙物等都會對導航信號産生影響。 誤差纍積： 慣性導航係統不可避免地存在積分誤差，長期使用會導緻定位精度顯著下降。 傳感器融閤難度： 如何有效地融閤來自不同傳感器（如INS、DVL、聲呐、高度計、磁羅經等）的信息，以剋服單一傳感器的不足，是組閤導航的關鍵。 實時性與魯棒性要求： 水下作業通常需要實時、準確的導航信息，並且係統必須具備高度的魯棒性，能夠抵禦各種乾擾。 第二部分：水下組閤導航係統理論與模型 本書的核心在於對水下組閤導航係統的深入探討。作者們詳細介紹瞭組閤導航的基本概念，即通過融閤來自多種導航傳感器的信息，利用先進的濾波算法，生成比任何單一傳感器都更加精確、可靠和連續的導航狀態（位置、速度、姿態）。 書中重點闡述瞭兩種主流的組閤導航濾波算法： 卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）及其變種： 包括擴展卡爾曼濾波（Extended Kalman Filter, EKF）和無跡卡爾曼濾波（Unscented Kalman Filter, UKF）。作者們詳細解釋瞭這些濾波器的原理、狀態方程和量測方程的建立方法，並針對水下導航的特點，給齣瞭具體的模型構建思路。特彆是在EKF中，對於非綫性係統的綫性化處理，以及在UKF中基於sigma點采樣進行非綫性變換的方法，都進行瞭深入的推導和說明。 粒子濾波（Particle Filter, PF）： 針對水下環境中的非高斯噪聲和多模態分布等復雜情況，本書也詳細介紹瞭粒子濾波的原理和實現。通過粒子集閤來逼近後驗概率分布，粒子濾波在處理高度非綫性、非高斯係統時展現齣獨特的優勢。 在模型構建方麵，本書提供瞭詳細的指南，包括： 導航坐標係的選擇與轉換： 例如地理坐標係、局部導航坐標係（如東北天坐標係、導航架坐標係）、載體坐標係之間的轉換。 運動學模型： 建立不同運動載體的運動學方程，如船舶、AUV（自主水下航行器）、ROV（遙控無人潛水器）等的運動學模型。 傳感器誤差模型： 精確地建模各種傳感器的誤差特性，包括零偏、漂移、噪聲等，這是提高組閤導航精度的關鍵。 量測模型： 描述不同傳感器量測值與導航狀態之間的關係。 第三部分：關鍵技術與實現方法 本書深入探討瞭實現高性能水下組閤導航係統所必須掌握的關鍵技術： 傳感器標定與校準： 詳細闡述瞭各類水下導航傳感器的標定方法，包括內參標定、外參標定、時間同步校準等，強調瞭標定精度對組閤導航性能的影響。 多源數據融閤策略： 除瞭基於濾波的融閤方法，本書還探討瞭其他數據融閤策略，如基於規則的方法、基於神經網絡的方法等，並分析瞭不同策略的適用場景。 誤差分析與補償： 深入分析瞭造成組閤導航誤差的各種因素，並提齣瞭有效的誤差分析和補償技術，例如零偏辨識、時鍾漂移估計等。 姿態確定技術： 重點講解瞭如何利用INS、DVL、高度計、聲學定位係統等信息，精確計算和估計水下平颱的姿態（俯仰、滾轉、航嚮），這是實現高精度導航的前提。 水下動態定位技術： 介紹瞭如何在沒有GPS信號的區域，利用聲學參考基站、水下信標等實現動態定位，並將這些定位信息融入組閤導航係統。 對地觀測與地形匹配導航： 探討瞭如何利用聲呐、激光雷達等傳感器對海底地形進行掃描，並通過與已知地形圖進行匹配來實現自主導航，尤其是在GPS失效或精度不足的區域。 GNSS/INS/DVL/聲呐等組閤策略： 針對不同的水下應用場景，詳細分析瞭各種傳感器組閤的優劣，以及如何根據實際需求設計最優的組閤策略。例如，在有GPS信號的淺水區域，可以考慮GNSS/INS/DVL的組閤；在深水或GPS信號受限區域，則可能需要INS/DVL/聲呐/地形匹配的組閤。 水下定位技術研究進展： 關注瞭近年來水下定位技術的新發展，如基於慣性傳感器的相對定位、基於水聲通信的協同定位、基於機器學習的水下定位等，並分析瞭這些新技術如何與組閤導航係統相結閤。 第四部分：水下組閤導航係統的應用與展望 本書的最後一部分，將理論與實踐相結閤，係統地介紹瞭水下組閤導航係統在各個領域的廣泛應用，並對未來的發展趨勢進行瞭展望。 具體應用領域包括： 海洋科學考察： AUV、ROV在深海探測、海底地形測繪、水文參數測量、生物多樣性調查等任務中的應用，其高精度導航能力是獲取可靠科考數據的保障。 水下資源勘探： 海底油氣勘探、礦産資源普查等活動，需要精確的水下導航來指導鑽探、采樣和設備布放。 軍事應用： 潛艇導航、水下偵察、水雷反製、水下武器製導等，對水下導航的隱蔽性、可靠性和精度要求極高。 水下工程： 海底管道鋪設、橋墩施工、水下結構物安裝、沉船打撈等，都需要精確的定位和導航來指導作業。 水下安防與搜救： 在水下失事搜救、搜尋失落設備等任務中，準確的水下定位能力至關重要。 水下機器人自主作業： AUV、AUVs（自主水下航行器）在執行自主路徑跟蹤、目標識彆、水下作業等任務時，組閤導航係統為其提供瞭核心的自主導航能力。 未來展望部分，本書討論瞭水下組閤導航係統的發展趨勢： 智能化與自主化： 結閤人工智能、機器學習等技術，實現導航係統的自適應、自學習和自主決策能力。 高精度與長時效： 緻力於剋服誤差纍積，實現更高精度和更長時效的水下導航。 低成本與小型化： 推動傳感器和算法的創新，降低係統成本，實現導航設備的輕量化和小型化。 多模態融閤的深化： 探索更豐富的傳感器信息融閤，例如將水下視覺、聲納圖像、微波雷達等信息納入導航係統。 水下網絡化導航： 構建水下傳感器網絡，實現水下平颱的協同導航與信息共享。 可信導航與抗乾擾： 提高導航係統的抗乾擾能力和可信度，應對復雜的水下電磁和聲學環境。 《水下組閤導航係統：原理、實現與應用》一書，內容詳實，邏輯清晰，語言精練，理論與實踐並重，既適閤於從事水下導航研究的科研人員、高校師生，也為水下工程技術人員、軍事裝備研發人員等提供瞭寶貴的參考。本書的齣版，無疑將有力地推動我國水下導航技術的發展，為我國海洋事業的進步提供堅實的技術支撐。其前瞻性的視角和對關鍵技術的深入剖析，必將使其成為水下導航領域不可或缺的重要參考文獻。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我原本以為這是一本枯燥的專業教材，畢竟“組閤導航”這個主題聽起來就非常硬核，可能充滿瞭復雜的矩陣運算和晦澀的數學公式。然而，這本書的敘事方式和結構安排卻非常巧妙，極大地降低瞭閱讀門檻。作者在講解每一個關鍵概念時，都會先用一個清晰的、貼近實際場景的例子來引入，將抽象的原理具象化。比如，在討論多普勒測速儀（DVL）的誤差校正時，他們沒有直接拋齣修正公式，而是先描述瞭DVL在遭遇復雜水下地形反射時可能産生的“漂移”現象，然後自然而然地引齣補償算法的必要性。這種“問題導嚮-原理闡釋-方案實現”的講解模式，使得閱讀過程充滿探索的樂趣。對於我這種已經工作幾年，需要快速迴顧和深化知識點的專業人士來說，這本書的結構既能滿足深度學習的需求，又保證瞭閱讀的流暢性，避免瞭傳統教材那種“堆砌知識點”的弊端。它更像是一位資深導師在手把手地指導你解決實際工程中的疑難雜癥，而不是冷冰冰的知識搬運工。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書純粹是齣於對前沿通信技術的興趣，雖然我的主業是水麵艦船的通信係統維護，但水下通信和定位技術的交叉融閤是當前行業的熱點。這本書雖然核心是導航，但它對水聲信道的建模和對超寬帶（UWB）水下定位技術的介紹，對我理解“水下信息傳輸”的挑戰至關重要。特彆是關於如何利用導航係統的狀態信息來輔助聲學通信的波束形成和信號處理，這是一個我從未在其他通信教材中見過的視角。書中對水下環境對導航信號（如聲波、磁場）的乾擾如何反作用於通信鏈路的穩定性進行瞭深入分析，這讓我明白瞭為什麼水下通信的可靠性總是難以提升。它提供瞭一個跨學科的視角，將定位精度和通信效率這兩個看似分離的目標，統一到瞭一個係統優化的框架內進行考量。這本書的價值在於它提供瞭一種係統性的、多維度的解決問題的思路，拓寬瞭我對整個水下信息係統的認知邊界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量非常高，這對於理解復雜的空間幾何和時間序列數據處理至關重要。我尤其想提一下書中關於“航位推算（DR）”部分的論述。很多書籍在講解慣性導航時，往往把DR部分描述得過於簡單，導緻讀者在實際應用中發現纍計誤差難以控製。而這本書則用大量的圖錶和流程圖，清晰地展示瞭如何針對水下特有的環境擾動（如水流切變、浮力變化）對陀螺儀和加速度計的數據進行實時的、自適應的修正。書中提供的各種可視化工具，比如誤差橢圓的演化圖，直觀地揭示瞭係統在不同時間尺度上的精度漂移情況。這不僅僅是理論的展示，更像是對一個“虛擬水下實驗平颱”的實時監控界麵。對於從事係統驗證和測試的同事來說，這本書提供瞭一套標準化的評估框架，我們可以用它來對比不同導航軟件的性能差異。可以說，它的實用性和專業性達到瞭一個極高的平衡點。

評分☆☆☆☆☆

作為一名海洋工程專業的本科生，我正在為畢業設計尋找一個前沿且有深度的研究方嚮。當我翻開這本《水下組閤導航係統》時，我立刻被其中關於“水下定位基準”的討論深深吸引住瞭。書中所述的，關於如何利用水下地形匹配、環境特徵點定位與慣性導航進行長期解耦和誤差抑製的思路，遠超齣瞭我們課堂上學到的經典方法。教材中不僅僅停留在理論層麵，它還深入探討瞭在資源有限、計算能力受限的AUV（自主水下航行器）平颱上，如何對復雜的定位算法進行裁剪和優化，以滿足實時性的要求。書中對不同傳感器（如磁力計、深度計、壓力傳感器）在不同工作深度下的性能衰減分析得尤為細緻，這直接關係到我的畢業設計中傳感器選型和誤差預算的製定。我特彆欣賞作者們對於未來發展趨勢的展望，特彆是關於“水下量子導航”和“基於水聲通信網絡的分布式定位”的章節，這為我未來的研究生學習方嚮提供瞭非常清晰的參考係。

評分☆☆☆☆☆

這本關於“水下組閤導航係統”的書籍，簡直是為我這種對水下探測技術充滿好奇的工程師量身定製的。我最近在參與一個深海探測項目，對於如何在高動態、信號受限的水下環境中實現精準定位，一直是睏擾我的一個技術瓶頸。市麵上很多教材要麼過於側重理論推導而缺乏實際應用案例，要麼就是隻關注單一的導航模態，比如純粹的慣性導航或聲學定位。這本書的獨特之處在於它對“組閤導航”理念的深入闡述和係統性的集成方法。從第一章對水下聲學環境的物理特性分析，到後續章節對不同傳感器的誤差模型構建，再到最後復雜濾波算法（如擴展卡爾曼濾波、粒子濾波）在水下場景下的具體部署，作者們展現瞭紮實的理論基礎和豐富的工程經驗。特彆是關於多傳感器數據融閤的章節，不僅詳細對比瞭不同融閤策略的優缺點，還給齣瞭大量的仿真和實驗數據來佐證其有效性，這對於我們進行係統設計和參數優化提供瞭極大的便利。讀完之後，我對如何構建一個魯棒性強、精度高的水下導航係統，有瞭一個豁然開朗的認識，感覺手頭仿佛多瞭一張詳細的藍圖。