海洋導航與定位技術 9787307194762 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙建虎，張紅梅，吳永亭 著

圖書標籤:

• 海洋導航
• 定位技術
• 船舶導航
• 海圖
• GPS
• 北鬥
• 慣性導航
• 電子海圖
• 航海技術
• 海洋工程

店鋪： 韻讀圖書專營店

齣版社： 武漢大學齣版社

ISBN：9787307194762

商品編碼：29800809053

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-10-01

圖書基本信息
圖書名稱	海洋導航與定位技術	作者	趙建虎,張紅梅,吳永亭,
定價	40.00元	齣版社	武漢大學齣版社
ISBN	9787307194762	齣版日期	2017-10-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝-膠訂
開本	16開	商品重量	0.4Kg

內容簡介

本書首先簡要地闡述海洋導航與定位的定義以及發展曆史和現狀；然後介紹地球形狀及導航要素、導航坐標係及其相互轉換、地圖投影、地球上的時間和日期、運動載體的狀態參數和導航常用的參數量綱等導航定位基礎知識；再介紹導航定位的基本原理、導航定位技術及其特點、導航定位精度以及航跡規劃；為實現導航狀態參數的*估計，本書還介紹綫性係統及各種估計和濾波方法。重點介紹瞭適用於海洋導航與定位的慣性導航、衛星導航與定位、水下聲學導航與定位、水下重力/磁力/地形/地貌匹配導航與定位，以及幾種比較經典的組閤導航係統的組成、工作原理及數據處理理論和方法，對部分導航與定位技術還附加瞭應用實例。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

《深海探秘：未知水域的航行指南》 內容簡介 浩瀚無垠的藍色星球，孕育著無數神秘與未知。自古以來，人類便對海洋充滿瞭好奇與嚮往，渴望揭示其深邃的奧秘，拓展活動的疆界。然而，廣袤而變幻莫測的海洋，也帶來瞭無盡的挑戰。在遠離陸地、信號微弱的深海區域，如何準確地確定自身位置，如何安全可靠地航行，始終是人類探索海洋過程中最根本、也是最艱巨的任務之一。 《深海探秘：未知水域的航行指南》並非一本關於已知海域的標準航海手冊，它並非詳述傳統的燈塔、浮標、海岸綫參照等輔助導航方法，也不是對現有成熟導航係統的簡單羅列。相反，它聚焦於那些挑戰傳統、突破極限的場景：當 GNSS（全球導航衛星係統）信號因極端天氣、深海遮蔽或電子對抗而失效時；當我們需要深入人跡罕至的極地冰蓋下，或是探索深邃的未知海溝時；當我們在進行高精度科學探測，需要厘米級的定位保障時；甚至當我們設想未來海上城市、海底基地，需要全新的定位解決方案時——《深海探秘》將帶您進入一個關於創新、預測與生存的航海想象空間。 本書並非一次技術性的羅列，而是一次關於“在信息孤島中導航”的深度思考。它旨在激發讀者對“定位”這一核心航海命題的更深層次理解，跳脫齣對現有技術的依賴，去構思和探索那些能夠應對最嚴峻環境、最復雜挑戰的導航理念和潛在技術。 第一章：迷失的信號——GNSS之外的睏境 這一章將以一係列極具畫麵感的場景開篇，描繪 GNSS 信號失效可能帶來的災難性後果。我們並非討論 GNSS 故障的概率，而是探討在 GNSS 失效後，航海者將麵臨怎樣的“信息真空”。例如，在一次極地科考中，突如其來的強磁暴使得所有衛星信號蕩然無存，船隻瞬間失去瞭與世界的聯係，僅憑著模糊的航嚮和對洋流的粗略判斷在冰海上漂泊。又或者，在一次秘密軍事行動中，敵方施加瞭強大的電子乾擾，使得艦艇在漆黑的夜空中如同無頭蒼蠅，無法辨彆方嚮，更無法精確執行預定任務。 我們將深入分析 GNSS 依賴性的脆弱之處，探討在沒有任何外部已知參考點的情況下，航海者如何纔能建立起基本的空間感知能力。這並非關於修復 GNSS，而是關於“如果 GNSS 不可用，我們該怎麼辦？”的哲學性追問。我們將簡要迴顧曆史上海事災難中，因迷失方嚮而導緻的悲劇，以此強調在極端條件下，任何一點微弱的空間信息都可能成為生還的希望。 第二章：觸碰未知——感官的極限與傳感器的革新 在 GNSS 信號失效的極端環境下，傳統的“眼睛”和“耳朵”將變得遲鈍。這一章將聚焦於如何通過前所未有的傳感器技術，賦予船隻“感知”周圍環境的能力，從而間接推斷自身位置。 我們將探討那些在傳統導航中鮮為人知的傳感器，並構思它們在未來深海導航中的潛在應用。例如： 慣性導航係統的精進與融閤： 並非是現有慣性導航係統的介紹，而是暢想其在超長續航、更高精度、更強抗乾擾能力方麵的突破。如何剋服其纍積誤差的問題？是否可以通過與其它獨立信息源的融閤，形成更可靠的“自主導航”能力？例如，結閤對地球重力場、地磁場微小變化的實時感知，以及對海水的密度、溫度、鹽度梯度進行高精度測量，構建齣三維空間中的“指紋”信息，從而輔助慣性導航進行校準。 聲學傳感器的深度潛力： 聚焦於聲學技術在未知水域的顛覆性應用。我們並非討論傳統的聲納測深，而是暢想利用復雜的海底地形聲學特徵進行“海底聲紋匹配”。例如，構建覆蓋全球海底地形的三維高精度聲學地圖，通過高頻聲波主動掃描海底，將實時獲取的迴波數據與已知數據庫進行比對，從而實現厘米級的定位。甚至，我們可以設想利用海底自然發聲源（如鯨魚的叫聲、海底火山活動産生的低頻聲波），將其作為一種天然的“聲學信標”，通過分析其傳播路徑和衰減特徵，反推齣船隻的位置。 光學與激光的邊緣探索： 考慮在能見度極佳的淺海或通過特殊設備（如水下無人機攜帶的高功率激光掃描儀）實現光學參照。並非對現有水下測繪技術的重復，而是提齣在完全黑暗或渾濁水域中，如何利用非可見光（如紅外、紫外）或高穿透性激光，勾勒齣水下世界的輪廓，並與數據庫中的水下地貌進行匹配。 生物感知的啓示： 藉鑒海洋生物（如遷徙的魚類、海鳥）如何利用地球磁場、洋流、甚至是特定的海洋氣味進行導航的原理。我們將探討如何模仿這些生物的導航機製，開發齣新型的“生物傳感器”，例如，通過模仿海洋生物對微弱電磁信號的敏感性，或者分析海水中的微量化學物質梯度，來感知海洋環境的變化，並以此輔助定位。 第三章：預測與推斷——航海者的“心靈地圖” 在信息極度匱乏的情況下，航海者的經驗、知識以及對環境的理解變得尤為重要。這一章將探討如何在缺乏直接測量數據的情況下，進行高效的航位推算與預測。 環境模型的精細化： 並非簡單介紹現有的海洋環境模型，而是強調建立高度精細化的、可實時更新的環境模型的重要性。例如，結閤曆史觀測數據、衛星遙感信息、以及船上實時收集的少量數據，構建齣高精度、高時空分辨率的洋流、潮汐、海況模型。航海者可以通過模型預測在一段時間內船隻可能漂移的軌跡，並以此來校正和推算自己的位置。 “概率航行”的藝術： 引入“概率航行”的概念。在無法確定精確位置時，航海者需要能夠評估自身在地圖上的“不確定性區域”，並基於這個區域，對未來的航行風險進行概率性分析。例如，如果已知船隻可能在某個區域的三個地點之一，那麼如何選擇下一段航程，纔能在最大限度上縮小不確定性，同時規避潛在危險？ “知識圖譜”與“情景推演”： 探討如何將航海者的經驗、曆史航綫、以及對特定海域的地質、生物、氣象特性的理解，整閤成一個“知識圖譜”。在麵臨未知情況時，係統能夠快速檢索與當前情景相似的曆史案例，並進行“情景推演”，為航海者提供決策支持。這並非簡單的專傢係統，而是強調人與係統之間的協同智能。 “感知融閤”的終極形態： 設想一個高度自主的“感知融閤”係統，它能夠整閤來自各種非傳統傳感器的數據，並通過復雜的算法，在信息冗餘不足的情況下，自主地推斷齣船隻最可能的位置和姿態。這個係統將具備強大的“自學習”能力，能夠隨著航行時間的推移，不斷優化其對環境的理解和預測能力。 第四章：超越已知——未來的航海想象 本章將跳脫齣當前的科技局限，大膽暢想未來深海導航的終極形態。 量子導航的曙光： 探討量子傳感器在導航領域的潛在突破。例如，利用量子糾纏效應，實現對地球引力場、磁場的高度靈敏測量，從而擺脫對外部信號的依賴，實現絕對自主導航。 “海底網絡”與“水下互聯網”： 設想未來在海底建立由傳感器節點、通信中繼器組成的“海底網絡”。通過這個網絡，即使在最深的海洋，船隻也能獲得有限但關鍵的空間信息。甚至，我們可以構想一種“水下互聯網”，通過聲學、光信號的組閤，實現水下設備的互聯互通。 “生物導航”的終極模仿： 進一步探索模仿海洋生物的導航機製，例如，利用基因工程或仿生學技術，開發齣能夠感知並響應地球磁場、洋流、甚至生物信號的“仿生導航係統”。 “空間定位網格”的新構想： 拋開傳統的以點（衛星）為參考的定位方式，構想一種全新的“空間定位網格”。例如，利用遍布全球的海洋觀測站、水下傳感器、甚至是巨型浮標，構建一個由已知參照點組成的、遍布海洋的三維網絡。船隻通過與這個網絡的相對位置關係，來推算自身坐標。 《深海探秘：未知水域的航行指南》是一本麵嚮所有對海洋充滿敬畏、對未知充滿好奇的探索者。它鼓勵讀者跳齣思維的定勢，去思考在極端環境下，人類導航能力的邊界在哪裏，以及如何通過創新和想象，拓展人類探索海洋的疆域。本書並非提供現成的答案，而是拋齣問題，激發思考，引領讀者踏上一段關於未來航海技術的奇幻旅程。在這趟旅程中，我們學習的不僅僅是技術，更是人類在麵對未知時，不屈不撓的探索精神。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，理解一項技術的精髓，不僅在於瞭解它的原理，更在於體會它在解決實際問題時所展現齣的智慧和創新。海洋導航與定位技術，在我看來，就是一個充滿瞭挑戰與智慧的領域。我希望這本書能夠著重於介紹，在各種復雜和嚴苛的海洋環境下，導航與定位技術是如何被設計和優化，以應對各種潛在的睏難和風險。我好奇，在強烈的太陽輻射、電磁乾擾，或者惡劣的海況條件下，有哪些特殊的測量技術和補償算法被用來保證定位的精度？又或者，在海圖更新不及時，或者缺乏詳細海底地形數據的區域，導航員們是如何依靠他們的經驗和輔助導航手段來規避風險的？我同樣想瞭解，那些在技術發展過程中齣現的“瓶頸”是如何被一一突破的，比如，早期的天文導航精度有限，是如何通過引入天文鍾和更精確的測量儀器來逐步提高的？我期待這本書能夠展現齣，人類在麵對海洋的未知和挑戰時，所展現齣的不懈探索精神和非凡的創新能力。它應該是一部能夠讓我感受到，科學技術的進步，不僅僅是知識的積纍，更是對現實世界難題的智慧解答。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠改變人類齣行方式的偉大發明充滿敬意。而導航技術，在我看來，絕對是其中之一。試想一下，在沒有導航技術之前，人類的齣行將是多麼的艱難和充滿不確定性。我希望這本書能夠從一個更具曆史縱深感的角度，來講述海洋導航與定位技術的發展演變。從古代依靠日月星辰和地標進行導航的時代，到蒸汽船、內燃機驅動的船舶齣現，再到如今的全球衛星導航係統，每一步都標誌著人類在徵服海洋的過程中邁齣瞭堅實的一步。我希望這本書能詳細介紹，那些偉大的航海傢和科學傢是如何在他們的時代，憑藉著有限的工具和非凡的智慧，開闢齣新的航綫的。我同樣好奇，那些標誌性的導航儀器的發明，比如六分儀、羅盤、天文鍾，它們是如何影響瞭航海的進程，又有哪些技術難點在當時是難以剋服的？我更想瞭解，當雷達、聲納、無綫電導航等技術齣現後，它們又是如何徹底改變瞭海洋導航的模式，讓航行變得更加安全和高效？我期待這本書能讓我感受到，技術的進步不僅僅是設備的更新換代，更是人類對海洋認知能力的不斷提升，以及對自身探索能力的無限拓展。這本書，在我看來，應該是一部關於人類探索海洋、依靠科技不斷突破邊界的壯麗史詩。

評分☆☆☆☆☆

我是一名熱愛大自然的旅行者，尤其對那些能夠深入探索未知領域的科學技術充滿好奇。海洋，占地球錶麵的絕大部分，卻又是如此的神秘而難以抵達。因此，我一直對能夠幫助我們探索和認識海洋的科學技術非常感興趣。我希望這本書能夠聚焦於海洋導航與定位技術在實際應用中的各種場景，讓我看到這些技術是如何服務於人類探索和利用海洋的。我很好奇，在深海探測領域，那些潛水器和無人遙控潛水器（ROUV）是如何實現精準定位的？又或者，在海洋科學研究中，科學傢們是如何利用這些技術來監測洋流、追蹤海洋生物，甚至是對海底地形進行詳細測繪的？我同樣想瞭解，在海洋資源勘探方麵，比如石油、天然氣的開采，精準的定位技術又是如何發揮作用的，它又是如何確保作業的精確和安全的？甚至是在海上救援行動中，導航和定位技術又是如何幫助搜救人員快速找到遇險船隻和人員的？我期待這本書能夠通過豐富的案例和生動的描述，讓我深刻理解，海洋導航與定位技術不僅僅是關於“在哪裏”，更是關於“如何到達”以及“如何安全高效地完成任務”。它應該是一部展現科技如何賦能人類探索和利用海洋的實踐指南。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對信息技術和數據科學充滿好奇的讀者，我一直認為，任何一項能夠大規模應用並解決實際問題的技術，背後都離不開強大的數據處理和算法支持。海洋導航與定位技術，在我看來，就是一個典型的例子。我希望這本書能夠深入探討這些技術背後所涉及到的數據采集、處理以及算法模型。我好奇，各種傳感器，比如陀螺儀、加速度計、磁力計，它們是如何捕捉到船隻的運動狀態和姿態信息的？又比如，雷達、聲納等探測設備，它們是如何“看”到周圍的環境，並為導航係統提供數據的？更讓我著迷的是，這些原始數據是如何被轉化為精確的位置和方嚮信息的。我希望這本書能夠詳細介紹，諸如卡爾曼濾波、粒子濾波等先進的狀態估計算法，是如何被應用於融閤來自不同傳感器的數據，從而提高定位的魯棒性和精度。我也想瞭解，一些機器學習和人工智能技術，是否已經被應用於海洋導航領域，比如用於預測船隻的航行軌跡，或者識彆潛在的危險目標？我期待這本書能為我揭示，數據是如何在導航係統中扮演著至關重要的角色，以及算法的創新是如何不斷推動著導航技術的進步。我希望這本書不僅僅是技術原理的介紹，更能讓我感受到，數據與算法的結閤，如何讓船隻在茫茫大海中擁有瞭“智慧”和“感知能力”。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對航海運動充滿熱情的人，我一直認為，精準的導航和定位是海上活動安全和成功的基石。我希望這本書能夠深入淺齣地講解，各種導航和定位技術是如何應用於不同類型的海上活動中的。我很好奇，在大型遠洋船舶的航行中，會采用哪些核心的導航係統？它們是如何協同工作的，以確保船舶能夠安全高效地抵達目的地？我又想瞭解，在小型帆船的比賽中，帆手們是如何利用GPS、電子海圖等設備來規劃航綫、規避障礙，以及在激烈的競爭中保持領先的？更讓我著迷的是，在一些極限航海挑戰中，比如環球航行，導航員們是如何依靠先進的技術和豐富的經驗，來應對各種復雜多變的海況和氣候條件的？我希望這本書能夠提供一些關於導航設備的選擇、使用以及維護的實用建議，讓我也能從中受益。我同樣期待，書中能夠分享一些成功航海的案例，講述那些在海上運用先進導航技術，剋服睏難，最終實現目標的勵誌故事。這本書，在我看來，應該是一本能夠激發我對海上探險的熱情，並為我提供實用指導的寶典。

評分☆☆☆☆☆

我對工程學的某些領域一直有著濃厚的興趣，特彆是那些與精密測量和控製相關的技術。海洋導航與定位，恰恰就是這樣一個集閤瞭多學科知識的領域。我一直認為，能夠精準地確定一個物體在地球上的位置，並引導它前往指定目的地，是一項極其瞭不起的成就。我希望這本書能夠從更宏觀的視角，去探討導航與定位技術在整個海洋工程和 maritime 行業中的地位和作用。它不僅僅是關於船隻本身，更關乎整個海洋交通體係的運行效率和安全性。我想瞭解，這些技術是如何與海圖、航綫規劃、船舶自動化控製等係統相結閤，共同構建起一套完整的海洋作業體係的。例如，現代化的航綫規劃係統是如何根據實時的海況、天氣預報以及船舶的性能參數，來優化航綫的？又或者，自動駕駛技術在船舶上的應用，又是如何依賴於高精度的定位信息來實現的？我希望這本書能夠闡述這些技術在實際應用中的挑戰，比如海洋環境的復雜性，諸如波浪、洋流、氣候變化等因素對定位精度的影響，以及如何通過先進的算法和傳感器技術來剋服這些挑戰。我尤其感興趣的是，這些技術在極端環境下的應用，比如深海探測、極地航行，甚至是在一些沒有傳統導航設施的區域，我們又是如何實現精準定位的？這本書，在我看來，應該是一部關於人類如何通過科學技術，去認知和掌控海洋的史詩。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對數字世界和現實世界如何交織産生奇妙連接的領域充滿好奇的人。海洋導航與定位技術，在我看來，就是這種連接的絕佳體現。我希望這本書能夠深入探討，各種現實世界的物理信號，比如無綫電波、衛星信號，是如何被轉化為數字信息，並最終被用於精確描述和控製船隻在三維空間中的位置的。我好奇，GPS等衛星導航係統是如何剋服瞭地球大氣層、電離層等環境因素的乾擾，將微弱的信號準確傳輸到地麵？又或者，在水下環境中，聲納信號是如何被用於探測障礙物和測量距離的，它又有哪些局限性？我同樣想瞭解，數據融閤技術是如何將來自不同傳感器、不同原理的測量數據，進行有效的整閤，以獲得比任何單一傳感器更精確、更可靠的定位結果？我期待這本書能夠為我揭示，數字信號處理、信息融閤以及先進的濾波算法，是如何在這個過程中扮演著至關重要的角色。它應該是一本能夠讓我感受到，科學計算和信息技術是如何讓冰冷的數字，在浩瀚的海洋中，轉化為船隻精準的“航嚮”。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠改變人們生活，並推動社會進步的工程技術充滿敬意。海洋導航與定位技術，在我看來，正是這樣一項意義深遠的成就。我希望這本書能夠從更廣闊的視野，去探討這些技術對全球經濟、貿易以及國防安全所産生的巨大影響。我很好奇，現代海運貿易是如何高度依賴於精準的導航和定位技術來保證貨物運輸的及時性和安全性？又或者，在國防領域， submarines, warships, and other naval assets 如何利用先進的導航和定位係統來執行任務，維護國傢海洋權益？我同樣想瞭解，這些技術是如何促進瞭海洋資源的開發和利用，比如海上石油平颱的定位和精準作業，又或者漁業資源的監測和管理？我期待這本書能夠不僅僅是技術層麵的介紹，更能讓我理解，這些看似專業的科學技術，是如何與我們的日常生活息息相關，並為社會的穩定和發展提供重要的支撐。它應該是一部能夠讓我認識到，科技的力量是如何滲透到社會的各個角落，並深刻影響著人類文明進程的著作。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的船舶愛好者，我對於船舶的每一個組成部分都充滿瞭濃厚的興趣，而導航係統無疑是其中最為核心也最吸引我的一部分。每一次看到船舶在廣闊的海麵上航行，我都會想象背後那套精密運轉的導航設備。我一直想深入瞭解，究竟是什麼樣的技術，纔能讓一艘巨大的船隻在浩瀚無垠的海洋中，如同擁有“眼睛”一般，準確地感知自身的位置、方嚮以及前方的航道。我希望這本書能詳細闡述各種導航原理，比如，什麼是“天文導航”，它是如何利用天體的運行軌跡來確定方位的？又或者，在現代社會，我們早已熟悉的GPS是如何在海洋環境中工作的，它的信號是如何傳輸和接收的，又有哪些潛在的誤差需要被考慮和糾正？我迫切地想知道，除瞭GPS之外，還有哪些先進的定位技術，例如慣性導航係統，它是如何通過測量加速度和角速度來推算船隻位置的，它又與GPS係統如何配閤使用，以提供更可靠的導航保障？更讓我著迷的是，在一些特殊的海域，例如極地地區，GPS信號可能會受到乾擾，那麼在這種情況下，船舶又會采用何種備用的導航技術來確保航行安全？我期待這本書能夠深入淺齣地講解這些復雜的技術概念，用清晰的圖錶和易於理解的語言，讓我這個非專業人士也能領略到其中蘊含的科學智慧。我希望這本書不僅能讓我瞭解“是什麼”，更能讓我明白“為什麼”以及“如何”。

評分☆☆☆☆☆

作為一個海洋愛好者，我一直對海洋的廣闊與神秘充滿好奇。從孩提時代就夢想著揚帆遠航，探索那片蔚藍的未知。然而，我深知，真正能夠駕馭海洋，在浩瀚的洋流與復雜的地形中精準航行，並非易事。這其中蘊含著無數的科學與技術，是人類智慧與探索精神的結晶。我一直渴望深入瞭解這一切，那些讓船隻在茫茫大海中不迷失方嚮、能夠準確抵達目的地的秘密。我希望找到一本能夠解答我心中疑惑的書，一本能夠讓我窺探到海洋導航與定位技術背後精妙之處的書。我期待著，這本書能將那些抽象的科學原理，轉化成我能夠理解和欣賞的知識。比如，我很好奇，在沒有任何參照物的情況下，船隻如何確定自己的位置？是依靠遙遠的星辰，還是某種看不見的信號？又或者，在極端的天氣條件下，當所有可見的標記都消失不見時，導航員又是如何依靠他們的經驗和儀器，依然保持著對方嚮的把握？我想要瞭解那些曆史悠久的導航方法，比如古人如何依靠太陽和星象來辨彆方嚮，又有哪些現代科技，如衛星導航係統，是如何改變瞭這一切，讓航行變得更加精確和高效。我希望這本書能講述這些技術的發展曆程，從最初的簡單工具到如今高度智能化的係統，每一步都充滿瞭創新與突破。而且，我希望這本書不僅僅是枯燥的技術講解，更能融入一些故事和案例，講述那些在海上運用這些技術，剋服重重睏難，最終抵達目的地的傳奇。我想要感受那種科學的魅力，以及人類在徵服海洋過程中所展現齣的智慧和勇氣。這本書，在我眼中，不僅僅是一本技術手冊，更是一扇通往海洋未知世界的大門。