BF-无人机系统导论-(第4版)-(美)法尔斯特伦,(美)格里森,郭正 国防工业出版社 9 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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美法尔斯特伦，美格里森，郭正 著

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• 无人机
• 无人机系统
• 航空航天
• 飞行器
• 遥感
• 控制系统
• 电子工程
• 国防科技
• 第四版
• 教材

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118099706

商品编码：29822497058

包装：平装

出版时间：2015-04-01

图书基本信息
图书名称	无人机系统导论-(第4版)	作者	(美)法尔斯特伦,(美)格里森,郭正
定价	70.00元	出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118099706	出版日期	2015-04-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

《无人机系统导论(第4版)》既适用于无人机系统的初学者，又适用于已经熟悉无人机系统但想对无人机系统有全局视野、或者是精通无人机系统某一专业领域但想要深入了解与无人机系统相关的其他专业领域的读者。本书基于标准工科教科书和作者所收集整理的资料，面向高中文化程度以上读者编写。本书对于无人机领域的从业人员，不论读者是否有技术背景，都具有可读性。 　　为了避免将本书写成涵盖广泛、无所不包的手册，全书多数方程省略了证明过程。读者如果对其中的设计与分析等技术细节感兴趣，可参见相关领域的专业书籍。

作者简介

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目录

部分 导论 　章 历史和概述 　 1.1 概述 　 1.2 发展史 　 1.2.1 早期发展史 　 1.2.2 越南战争 　 1.2.3 战后复兴 　 1.2.4 联合开发 　 1.2.5 沙漠风暴 　 1.2.6 波斯尼亚 　 1.2.7 阿富汗和伊拉克 　 1.3 无人机系统概述 　 1.3.1 飞行器 　 1.3.2 任务规划和控制地面站 　 1.3.3 发射和回收装置 　 1.3.4 有效载荷 　 1.3.5 数据链 　 1.3.6 地面保障设备 　 1.4 “天鹰座”无人机系统 　 1.4.1 “天鹰座”任务需求 　 1.4.2 “天鹰座”飞行器 　 1.4.3 地面控制站 　 1.4.4 发射和回收 　 1.4.5 有效载荷 　 1.4.6 其它装备 　 1.4.7 小结 　 参考文献 　第2章 无人机种类和任务 　 2.1 概述 　 2.2 无人机系统实例 　 2.2.1 微小型无人机 　 2.2.2 小型无人机 　 2.2.3 中型无人机 　 2.2.4 大型无人机 　 2.3 可损耗型无人机(一次性无人机) 　 2.4 无人机系统分类 　 2.4.1 按照航程和航时分类 　 2.4.2 基于尺寸的小型无人机非正式分类 　 2.4.3 梯级分类系统 　 2.4.4 近期分类变更 　 2.5 任务 　 参考文献 第二部分 飞行器 　第3章 空气动力学基础 　 3.1 概述 　 3.2 空气动力学基本方程 　 3.3 飞机极曲线 　 3.4 真实机翼和飞机 　 3.5 诱导阻力 　 3.6 边界层 　 3.7 扑翼 　 3.8 飞行器总阻力 　 3.9 小结 　 参考文献 　 参考书目 　第4章 性能 　 4.1 概述 　 4.2 爬升飞行 　 4.3 航程 　 …… 　第5章 稳定性和控制 　第6章 动力推进 　第7章 结构和承载 第三部分 任务规划和控制 　第8章 任务规划和控制站 　第9章 飞行器和有效载荷控制 第四部分 有效载荷 　0章 侦察／监视载荷 　1章 武器载荷 　2章 其它载荷 第五部分 数据链 　3章 数据链功能和特性 　4章 数据链余量 　8章 回收系统 　9章 发射和回收设计权衡

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文摘

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序言

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无人机系统技术前沿与应用展望 【图书简介】 本书是一部全面深入探讨当代无人机（UAS/Drone）系统技术、设计、操作及未来发展趋势的专业著作。它旨在为航空航天工程师、电子信息技术专家、系统集成商以及致力于无人机领域研究与应用的专业人士提供一份详尽的参考指南。全书结构严谨，内容覆盖面广，从基础的空气动力学原理到复杂的任务规划与控制算法，再到前沿的集成化应用场景，为读者构建了一个完整、立体的无人机知识体系。 第一部分：无人机系统基础理论与架构 本书首先系统地梳理了无人机系统的基本概念和发展脉络。它详尽介绍了固定翼、多旋翼以及混合翼等主流无人机平台的物理特性、设计哲学和适用场景。 空气动力学与结构设计： 详细阐述了无人机关键部件——机翼、旋翼的气动性能分析。内容包括升力、阻力、推力特性的精确建模，以及如何根据任务需求优化气动布局。在结构设计方面，重点讨论了轻量化材料的选择（如碳纤维复合材料、先进聚合物）及其对飞行性能和载荷能力的影响。此外，还深入探讨了抗风性、抗振动设计以及模块化结构设计在快速维护和升级中的优势。 动力与能源系统： 本章节对无人机的能源系统进行了深入剖析。重点对比了电池（锂聚合物、固态电池）、燃料电池和内燃机在能量密度、续航时间、功率输出及环境适应性上的优劣。同时，对高效电动机（如无刷直流电机BLDC）的选型、驱动电路设计以及热管理系统进行了详尽的介绍，确保动力系统在极端工作条件下的可靠性。 飞行控制与导航原理： 这是本书的核心章节之一。它详细讲解了无人机飞行控制系统的基本架构，包括传感器融合技术（如陀螺仪、加速度计、磁力计、气压计、GPS/GNSS等）的数据处理流程。重点介绍了先进的姿态估计算法（如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波EKF、无迹卡尔曼滤波UKF），以及如何构建高鲁棒性的内环（姿态/速度）和外环（位置/航向）控制器。特别地，对先进的自适应控制和非线性控制方法在应对复杂气流和载荷变化时的应用进行了深入探讨。 第二部分：任务载荷、通信与数据链 无人机的价值往往体现在其携带的有效载荷和信息处理能力上。本部分聚焦于如何为无人机配备“眼睛”和“耳朵”。 多光谱与高分辨率成像载荷： 详细介绍了用于遥感、测绘和监视任务的先进成像系统。内容涵盖可见光相机、红外热像仪（LWIR/MWIR）、高光谱成像仪和激光雷达（LiDAR）的工作原理、数据采集模式及数据预处理技术。书中还讨论了如何通过精确的地理配准算法，将原始传感器数据转化为可用于GIS分析的精确地理信息产品。 通信与链路管理： 无人机与地面控制站（GCS）之间的可靠通信是远程操作的关键。本书阐述了不同频段（UHF, L, S, C波段）的无线电通信技术，重点分析了跳频、扩频等抗干扰技术。此外，还深入探讨了视距外（BVLOS）通信挑战的解决方案，如卫星通信（SATCOM）和中继网络构建，确保数据链的安全性和带宽需求。 机载计算与边缘处理： 随着任务复杂度的提高，机载计算能力变得至关重要。本书介绍了高性能、低功耗的机载嵌入式计算平台（如GPU/FPGA加速器），以及如何利用边缘计算技术实现数据在源头进行实时分析、压缩和决策，从而减轻回传带宽压力和操作员的工作负荷。 第三部分：高级任务规划与自主化技术 本书的重点在于展示如何从遥控飞行迈向完全自主运行，这是未来无人机系统的发展方向。 路径规划与避障算法： 详细介绍了静态环境和动态环境下的路径规划方法。静态规划部分涵盖了图搜索算法（如A、Dijkstra）和采样算法（如RRT）。动态避障部分则侧重于实时传感器数据融合，如利用深度学习模型对障碍物进行识别、分类和预测，并结合模型预测控制（MPC）实现平滑、安全的轨迹跟踪与规避。 集群协同与编队控制： 随着无人机集群在搜救、侦察和物流配送中的应用增加，集群控制成为研究热点。本章阐述了分布式一致性算法在维持编队几何构型、负载均衡和任务分配中的应用。重点讨论了去中心化决策机制如何提高集群的鲁棒性和任务完成效率，以及如何处理成员故障和通信中断的策略。 人工智能在无人机任务中的应用： 探讨了深度学习在无人机自主任务中的前沿应用。这包括基于深度强化学习（DRL）的复杂环境决策制定、利用卷积神经网络（CNN）进行高精度目标识别与跟踪、以及基于生成对抗网络（GAN）的合成数据训练方法，以克服真实世界数据采集的局限性。 第四部分：法规、安全与未来集成 无人机系统的广泛应用必须建立在严格的法规和高标准的安全性之上。 适航性、认证与法规遵从性： 本书梳理了全球主要的无人机适航标准和认证流程。它详细解读了针对不同空域和任务类别的运营限制，包括空域管理（UTM）系统的概念和技术要求。对于希望将无人机集成到城市环境中的用户，书中提供了关于噪声控制、隐私保护和网络安全规范的实践指南。 系统可靠性与故障诊断： 强调了在关键任务中对系统进行可靠性评估的重要性。内容涵盖了从硬件冗余设计（如三余度或五余度系统）到软件容错机制的设计。此外，还介绍了基于数据驱动的异常检测技术，用于实时监控电机、电池和飞行控制器的健康状态，并提前预警潜在的灾难性故障。 无人机系统的伦理挑战与社会影响： 最后，本书超越了纯粹的技术层面，探讨了无人机大规模应用所带来的伦理、法律和社会接受度问题。它呼吁开发者在设计系统时，必须充分考虑数据安全、问责制以及技术进步对社会结构产生的深远影响，以促进无人机技术的健康可持续发展。 总结： 本书内容组织清晰，逻辑性强，既有扎实的理论基础，又不乏对最新技术进展的紧密追踪。它不仅是技术人员的案头工具书，也是政策制定者和行业决策者理解未来空中交通格局的重要参考资料。通过全面系统的论述，本书将引导读者掌握设计、操作和管理新一代无人机系统的核心能力。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我对“系统”二字有了全新理解的书。在阅读之前，我对无人机的概念可能还停留在“一个会飞的相机”或者“一个能侦察的设备”的层面，但这本书彻底颠覆了我的认知。它将无人机不仅仅看作一个独立的飞行器，而是将其置于一个更大的“系统”框架中进行分析。从传感器数据采集，到信息传输，再到地面站的决策分析，再到控制指令的下发，每一个环节都环环相扣，构成了一个完整的闭环。我尤其着迷于书中关于无人机任务规划和自主决策部分的讲解。它不仅仅是简单的预设航线，而是涉及到如何在复杂环境中，根据实时信息，动态调整飞行路径、规避障碍、优化任务执行，这背后的人工智能和算法的深度结合，让我感到无比震撼。书中还详细介绍了无人机与其他系统的交互，比如如何与地面车辆协同作战，如何与网络信息系统对接，这种“互联互通”的理念，让我看到了无人机作为未来智能化社会的重要组成部分的潜力。此外，书中对无人机系统安全性（包括网络安全、物理安全）的重视，也让我认识到，在享受无人机带来的便利的同时，如何确保其安全可靠运行至关重要。这本书让我从一个“零散的观察者”转变为一个“系统性的思考者”，对于我理解现代高科技系统非常有启发。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书对于想要深入了解无人机系统的人来说，是一部不可多得的“百科全书”。它的内容非常全面，几乎涵盖了无人机领域的方方面面。从无人机的基本分类、历史演变，到核心部件的设计原理、制造工艺，再到系统集成、软件开发，这本书都给出了详尽的介绍。我尤其欣赏书中对不同平台（固定翼、旋翼、混合翼）的详细分析，以及它们在性能、应用场景和成本上的权衡。这本书不仅仅关注技术本身，还深入探讨了无人机系统在实际应用中面临的各种挑战，比如安全问题、隐私问题、法律法规以及伦理道德等。这些深入的讨论，让我意识到无人机技术的发展不仅仅是技术层面的进步，更需要社会各界的共同努力和规范。书中对无人机操作规程、维护保养以及故障排除的介绍，也为我提供了一些实用的指导。虽然我还没有实际操作无人机，但通过这本书，我已经对无人机系统的生命周期有了完整的认识。此外，书中对无人机与其他技术（如人工智能、大数据、物联网）的融合趋势的分析，也让我看到了无人机技术未来的广阔前景。它让我明白，无人机并不是孤立存在的，而是作为信息采集和执行的终端，在更宏大的技术体系中发挥着关键作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书对我来说，更像是一次“无人机系统设计与实践的深度体验”。它没有泛泛而谈，而是用一种非常扎实且具象的方式，将无人机系统的每一个环节都剖析得淋漓尽致。我从中了解到，一台高性能的无人机背后，需要考虑空气动力学布局、结构强度、动力系统匹配、载荷集成等一系列工程问题。书中对不同材料选择、制造工艺的讨论，以及它们如何影响无人机的性能和成本，都让我感到非常受益。我尤其喜欢它关于无人机通信系统的讲解，详细介绍了各种通信协议、频率选择以及抗干扰技术，这对于理解无人机在复杂电磁环境下的可靠性至关重要。书中对无人机航电系统的介绍，更是让我大开眼界，那种集成化的设计理念，将导航、控制、通信、传感器数据处理等功能有机地整合在一起，极大地提升了系统的效率和智能化水平。此外，书中对无人机测试和验证方法的介绍，也让我明白了，一项成熟的无人机产品是如何通过严格的测试才能投入实际应用的。总而言之，这本书为我提供了一个非常全面的视角，让我能够从工程设计的角度去理解无人机系统，并且对其中蕴含的科学原理和技术创新有了更深刻的认识。它不仅仅是一本书，更像是一本“无人机系统的设计手册”，让我对这项技术有了更务实的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是进行了一场精彩纷呈的无人机系统“探险之旅”。它没有那种枯燥的教科书风格，反而充满了探索的乐趣。作者用一种非常生动的方式，将无人机系统的各个组成部分一一呈现在我眼前，就像在拆解一个精密的玩具，让我能清楚地看到每一个齿轮、每一个电路板是如何协同工作的。我特别喜欢它对不同传感器技术（如光学、红外、激光雷达）的深入讲解，并且详细介绍了它们在无人机感知环境中的作用，甚至举例说明了在不同天气条件下的探测能力差异。此外，书中关于无人机飞行控制系统的论述，让我对“如何让无人机平稳飞行并精确执行指令”有了全新的认识，那种对稳定性和精度的追求，以及背后复杂的算法和硬件支持，让我惊叹不已。书中对通信链路的介绍也让我学到了很多，了解到在复杂的电磁环境中，如何确保无人机与地面站之间的稳定、可靠通信，这对于无人机安全运行至关重要。另外，书中关于无人机电池技术和续航能力的讨论，也十分贴合实际应用的需求，让我了解到限制无人机航程的因素以及可能的解决方案。整体而言，这本书在理论讲解的同时，非常注重实际的应用场景和技术挑战，让我感觉学到的知识是“活”的，是可以直接应用到理解和分析现实世界中的无人机活动的。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了我对无人机世界的新视角！我一直对无人机很感兴趣，但总觉得它们只是玩具或者军事装备，了解得非常片面。直到我翻开这本书，才意识到无人机系统背后蕴含着如此深厚的科学、技术和工程知识。作者从最基础的原理讲起，比如空气动力学、传感器技术、通信协议等等，循序渐进，即使我不是技术专家，也能基本理解。最让我惊喜的是，它不仅仅停留在理论层面，还深入探讨了各种实际应用，从农业植保、环境监测到应急救援、物流配送，甚至是电影拍摄和艺术创作，都给了我非常详尽的案例分析。这本书让我看到了无人机不仅仅是“会飞的机器”，而是能够解决现实问题、创造巨大价值的先进系统。它非常细致地解释了不同类型无人机的设计理念、性能特点以及各自的优劣势，让我能更清晰地认识到当前无人机技术的发展格局。同时，书中对无人机系统的集成和协同作战的描述也让我大开眼界，原来让一群无人机协同工作，完成复杂的任务，是需要如此精密的规划和控制。我尤其喜欢书中对于未来发展趋势的展望，那些关于人工智能、自主决策、群集智能的讨论，让我对无人机的未来充满了无限的遐想和期待。这本书的语言虽然专业，但并不晦涩，通过大量的图示和实例，将复杂的概念变得易于理解。对于我这样一个初学者来说，这绝对是一本非常宝贵的入门读物，它不仅满足了我对无人机的好奇心，更激发了我深入学习的动力。