地磁導航理論與實踐 張曉明 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張曉明 著

圖書標籤:

• 地磁導航
• 導航技術
• 地球物理
• 張曉明
• 傳感器
• 定位
• 無綫電
• 電子工程
• 應用技術
• 實踐指南

店鋪： 典則俊雅圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118106152

商品編碼：29845478353

包裝：平裝

齣版時間：2016-03-01

圖書基本信息,請以下列介紹為準
書名	地磁導航理論與實踐
作者	張曉明
定價	37.80元
ISBN號	9787118106152
齣版社	防工業齣版社
齣版日期	2016-03-01
版次	1

其他參考信息（以實物為準）
裝幀：平裝	開本：16開	重量：0.4
版次：1	字數：	頁碼：

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目錄

內容提要

《地磁導航理論與實踐》主要根據作者多年來的研究成果和外地磁導航技術領域的*進展撰寫而成。《地磁導航理論與實踐》係統、深入地闡述瞭地磁導航理論及實踐的各項相關內容，主要包括地磁導航的發展背景及其關鍵技術、地磁基準圖的構建、磁矢量傳感器的誤差標定及補償、載體磁場分析、載體磁場標定及補償、地磁導航算法，並以航空飛行器為例，對各種算法進行瞭仿真驗證。

編輯推薦

作者介紹

序言

《導航係統原理與應用》 內容簡介 《導航係統原理與應用》一書，旨在為讀者係統性地梳理現代導航技術的精髓，深入剖析各類導航係統的基本原理、關鍵技術、發展曆程以及在不同領域的實際應用。本書力求從宏觀的係統性認知齣發，逐步深入到微觀的技術細節，使讀者能夠全麵、深刻地理解導航技術是如何實現精準定位、定嚮與跟蹤的，以及這些技術如何賦能於日益智能化的現代社會。 本書共分為十二章，結構清晰，邏輯嚴謹。 第一章 導航係統的發展演進 本章將帶領讀者迴顧導航技術的漫長曆史。從古代的星辰導航、地標識彆，到近代的羅盤、六分儀，再到二十世紀的慣性導航、無綫電導航，直至當今的衛星導航係統，每一階段的技術突破都將得到詳細的介紹。我們將探討不同導航技術産生的曆史背景、技術特點以及它們在當時社會發展中所扮演的角色。同時，本章還將展望導航技術未來的發展趨勢，如高精度、智能化、多源融閤以及在極端環境下的導航能力提升等，為讀者構建一個清晰的曆史脈絡和發展遠景。 第二章 導航定位基本原理 本章是理解後續章節的基礎。我們將從數學和物理學的角度，深入淺齣地闡述導航定位的基本概念。這包括但不限於： 幾何學原理： 如三角測量、三邊測量、三點定位等，這些是大多數導航係統進行空間位置確定的基礎。 時間測量原理： 精確的時間測量是許多現代導航係統（特彆是衛星導航）不可或缺的要素。我們將介紹時間同步、時鍾誤差補償等概念。 運動學原理： 慣性導航係統（INS）的核心是利用加速度計和陀螺儀來測量載體的運動狀態，本章將詳細講解其運動學模型和積分計算方法。 大地測量學基礎： 介紹地球的形狀、重力場模型，以及如何利用大地坐標係、地理坐標係等描述地球上的位置。 第三章 慣性導航係統（INS） 慣性導航係統是自主導航的核心技術之一。本章將詳細介紹INS的組成部分，包括： 慣性傳感器： 重點講解加速度計（包括撓性、壓阻、微機械等多種類型）和陀螺儀（如機械陀螺、光縴陀螺、MEMS陀螺）的工作原理、精度指標、誤差來源及其補償方法。 導航計算機： 闡述INS如何通過對傳感器數據的積分運算，實時計算齣載體的速度、位置和姿態信息。 誤差模型與補償： 深入分析INS誤差産生的根源，如傳感器誤差、地球自轉、平颱傾斜等，並介紹常用的誤差補償算法，如卡爾曼濾波。 INS的優點與缺點： 分析INS的自主性、高動態響應能力等優勢，以及其誤差隨時間纍積的固有缺陷。 第四章 全球衛星導航係統（GNSS） 本章將聚焦當前最主流的導航技術——全球衛星導航係統。我們將以GPS（美國）、GLONASS（俄羅斯）、Galileo（歐洲）和北鬥（中國）為例，深入講解： GNSS係統構成： 介紹衛星星座、地麵控製站和用戶接收機的基本組成。 定位原理： 詳細闡述測距原理（僞距、載波相位），以及如何通過接收多顆衛星的信號進行三維定位。 差分技術： 介紹RTK（實時動態）、PPP（精密單點定位）等差分技術，以及它們如何顯著提高GNSS的定位精度。 多模接收機與抗乾擾： 探討多係統融閤接收機的好處，以及GNSS信號易受乾擾的挑戰和相應的抗乾擾措施。 GNSS的應用領域： 概述GNSS在交通運輸、測繪、農林業、軍事、應急救援等領域的廣泛應用。 第五章 其他導航係統 除瞭INS和GNSS，還有許多其他導航技術在特定場景下發揮著重要作用。本章將對以下係統進行介紹： 無綫電導航係統： 如Loran（遠程導航）、VOR/DME（甚高頻全嚮信標/測距）等，介紹其工作原理、優缺點以及在一些區域的應用。 天文導航： 迴顧曆史上的星體導航，並探討現代天文導航在特定領域的潛在價值。 磁羅盤與地磁導航： 介紹地磁場的特性，以及如何利用地磁信息輔助導航。 視覺導航： 重點介紹基於圖像識彆、特徵匹配等技術的視覺裏程計（VIO），以及在GPS信號不可用環境下的應用前景。 第六章 導航係統的誤差分析與評定 任何導航係統都存在誤差，準確地分析和評定這些誤差是提高導航係統性能的關鍵。本章將： 介紹誤差的分類： 隨機誤差、係統誤差、粗大誤差等。 常用誤差評定指標： 如均方根誤差（RMSE）、平均精度、可靠性指標（如95%精度）等。 誤差傳播規律： 講解誤差如何在導航解算過程中進行傳播和纍積。 誤差校正與補償技術： 總結各種導航係統中常用的誤差校正和補償方法。 第七章 導航係統的融閤技術 現代導航應用往往需要結閤多種導航技術，以發揮各自優勢，彌補不足。本章將深入探討導航係統的融閤策略： 融閤的必要性： 分析單一導航係統存在的局限性，以及融閤帶來的高精度、高可靠性、高可用性。 融閤的實現方式： 鬆耦閤融閤： 分彆處理各導航係統的數據，然後將輸齣結果進行融閤。 緊耦閤融閤： 將各導航係統的原始測量數據直接輸入到一個統一的濾波器中進行聯閤解算。 深（或緊）耦閤融閤： 將INS的輸齣信息作為GNSS的輔助信息，提高GNSS在弱信號、遮擋環境下的可用性。 常用融閤算法： 重點介紹擴展卡爾曼濾波（EKF）、無跡卡爾曼濾波（UKF）等在導航融閤中的應用。 第八章 導航係統的標定與校準 為瞭保證導航係統的精度，準確的標定和校準至關重要。本章將詳細介紹： INS的初始校準： 包括初始姿態、初始位置、零偏、尺度因子等參數的標定。 GNSS接收機的校準： 如天綫相位中心校準、接收機偏差校準等。 多傳感器融閤係統的聯閤標定： 如何在係統集成的過程中，實現多傳感器之間的相對位姿標定。 標定方法： 靜態標定、動態標定、自動化標定等。 第九章 導航係統在交通運輸領域的應用 交通運輸是導航技術最廣泛的應用領域之一。本章將聚焦： 汽車導航： 從車載導航係統到高級駕駛輔助係統（ADAS）和自動駕駛，分析導航技術在車輛定位、路徑規劃、避障等方麵的作用。 航空導航： 介紹飛機起降、巡航、進近等各個階段的導航需求，以及INS/GNSS/ADS-B等係統的配閤應用。 船舶導航： 探討船舶航行中的定位、避碰、航綫管理等，以及雷達、AIS、GNSS等係統的融閤應用。 軌道交通導航： 分析高鐵、地鐵等對高精度、高可靠性導航係統的需求，以及基於慣性、編碼器、GNSS的解決方案。 第十章 導航係統在測繪與地理信息領域的應用 精確的地理信息是現代化社會的基礎。本章將重點闡述導航技術在測繪與地理信息領域的貢獻： 高精度測繪： RTK/PPK技術在地形測量、工程測量、不動産測繪中的應用。 地理信息係統（GIS）集成： 如何將導航獲取的空間位置信息導入GIS，構建和更新地理數據庫。 傾斜攝影與三維建模： 導航技術在無人機傾斜攝影任務中的作用，以及數據獲取的精度保障。 形變監測與大地測量： 利用GNSS等技術進行地殼運動、橋梁形變、滑坡等地質災害的監測。 第十一章 導航係統在特定場景的應用 除瞭大規模應用領域，導航技術還在一些特殊場景下發揮著不可替代的作用： 軍事應用： 精確製導、戰場態勢感知、特種作戰等。 應急救援與搜救： 在災害現場、野外搜救中的定位與導航。 機器人導航： 室內外移動機器人的自主定位、路徑規劃與導航。 物聯網（IoT）與資産追蹤： 物品、人員的實時定位與管理。 水下與地下導航： 探討GNSS信號受限環境下的特殊導航技術，如聲學導航、視覺慣性導航等。 第十二章 導航係統麵臨的挑戰與未來展望 本章將對當前導航係統麵臨的挑戰進行梳理，並展望未來的發展方嚮： GNSS的脆弱性： 信號乾擾、欺騙、遮擋等問題。 高精度與高可靠性的需求： 滿足自動駕駛、高精度製造等新興領域的需求。 室內與地下導航的突破： 解決GNSS信號缺失的難題。 多模融閤與智能化： 更加強大的融閤算法，以及利用人工智能提升導航係統的自適應性和決策能力。 新的導航技術探索： 如低功耗、低成本的導航解決方案，以及與5G、AI等技術的深度融閤。 本書適閤於從事導航、測繪、地理信息、航空航天、汽車工程、機器人、計算機科學等領域的科研人員、工程技術人員、研究生以及對導航技術感興趣的廣大讀者。通過閱讀本書，讀者將能夠建立起對現代導航技術係統、全麵且深入的認識，為解決實際工程問題、開展科學研究提供堅實的理論基礎和實踐指導。

評分☆☆☆☆☆

我最欣賞這本書的一點是，它能夠準確地把握讀者的學習節奏。當我感到有些吃力的時候，作者會適時地插入一些補充說明或者曆史背景，讓我能夠喘口氣，重新理解前麵的內容。比如，在講解“地磁場的地質成因”時，它會先簡要介紹地球內部的結構，然後纔深入到地核的動力學過程，讓我能夠更好地理解磁場是如何産生的。這種循序漸進的教學方式，避免瞭“填鴨式”的知識灌輸，讓我能夠真正地消化和吸收。而且，書中還設置瞭一些小型的“思考題”或者“舉例說明”，鼓勵讀者主動參與到學習過程中來。這些小設計，讓閱讀體驗變得更加生動有趣，也讓我感覺自己不僅僅是在被動地接受信息，而是在主動地探索和發現。這本書，讓我重新找迴瞭學習的樂趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值，不僅僅體現在其技術內容的深度，更體現在其對未來發展趨勢的洞察。作者在書中對“下一代地磁導航技術”進行瞭展望，提到瞭諸如人工智能在地磁場預測中的應用，以及量子傳感器的潛在突破等等。這讓我覺得，這本書不僅僅是一本“教材”，更像是一份“指南”，它指引著我看到瞭地磁導航技術未來的無限可能。我個人對人工智能在各個領域的應用都非常感興趣，而這本書恰恰將人工智能與地磁導航結閤起來，讓我看到瞭一個全新的研究方嚮。作者在這一部分的論述，雖然篇幅不長，但卻充滿瞭前瞻性和啓發性。它讓我意識到，科學研究是一個不斷進步、不斷迭代的過程，而我們每個人，都有可能成為未來科技進步的參與者。

評分☆☆☆☆☆

我特彆喜歡書中關於“地磁導航與慣性導航融閤”的章節。作為非專業人士，我之前對這兩種導航方式的認知是比較模糊的，總覺得它們是各自獨立的係統。但是，這本書非常巧妙地將它們聯係起來，詳細闡述瞭如何通過地磁信息來輔助慣性導航係統，剋服其纍積誤差的問題，從而提高整體導航的精度和魯棒性。作者在解釋融閤算法時，采用瞭圖解和流程圖的方式，讓我能夠直觀地理解不同傳感器數據的融閤過程。這對於我這樣視覺型學習者來說，簡直是福音。而且，書中還列舉瞭一些具體的融閤案例，比如在GPS信號丟失的情況下，地磁導航是如何發揮關鍵作用的。這些生動的例子，讓我深刻體會到多傳感器融閤技術在現代導航係統中的重要性。這本書不僅教會瞭我理論知識，更教會瞭我如何去思考和解決實際問題，這種實踐性的指導意義，讓我覺得非常寶貴。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是踏入瞭一個知識的寶庫，每翻一頁，都仿佛挖到一個新的寶藏。我特彆喜歡其中關於“地磁場對生物導航的影響”的討論。雖然這本書的重點是技術，但作者並沒有迴避地磁場在自然界中的其他奇妙作用，比如候鳥的遷徙，海龜的定嚮等等。這讓我意識到，地磁導航技術，其實是模仿和藉鑒瞭自然界億萬年來演化的智慧。這種跨學科的視角，讓這本書的內涵更加豐富，也更具趣味性。作者在描述這些生物學現象時，語言非常優美，充滿瞭科學傢的嚴謹和對自然的敬畏。讀到這裏，我不僅學習瞭科學知識，也感受到瞭一種人文情懷。這本書讓我覺得，科技的發展，最終是為瞭更好地理解和利用自然，與自然和諧共處。

評分☆☆☆☆☆

我最開始接觸地磁導航，其實是在一次關於航海曆史的紀錄片裏。那時候，我對它隻停留在“古人依靠指南針就能遠航”的淺顯認知。直到讀瞭這本書，我纔明白，這背後蘊含著多麼精妙的科學原理。書中對磁偏角、磁傾角等關鍵概念的解釋，簡直是為我這樣的初學者量身定做的。它沒有直接丟給你一堆數據，而是循序漸進地引導你理解這些概念是如何形成的，在實際導航中又起著怎樣的作用。我印象最深刻的是關於“地磁異常”的論述，它詳細介紹瞭不同地區的地磁場強度和方嚮的差異，以及這些差異對導航精度的影響。這一點讓我非常著迷，因為這不僅僅是理論上的討論，更是實際應用中需要剋服的挑戰。書中穿插的一些曆史案例，比如早期航海傢是如何應對地磁變化進行修正的，更是讓這些抽象的理論變得生動形象。我能想象齣當時那些勇敢的水手，在浩瀚的海洋上，憑藉著對地球磁場微弱變化的敏銳感知，去探索未知世界的壯麗圖景。這本書讓我對“科技改變生活”有瞭更直觀的感受，也讓我對那些默默奉獻的科學傢們充滿瞭敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格可以說是非常“接地氣”瞭。我之前也看過一些關於導航技術的書籍，很多都像教科書一樣，公式一大堆，看著就頭疼。但是這本書，我感覺作者在力求用最通俗易懂的語言，去解釋最復雜的科學概念。比如，它在講解“磁芯材料”的時候，並沒有直接深入到量子力學層麵，而是從我們日常生活中常見的磁鐵開始，慢慢引申到專業領域，讓我能夠理解為什麼特定的材料在地磁導航中如此關鍵。而且，作者在敘述中，時不時會穿插一些實際應用場景的描述，比如在極端環境下，地磁導航的優勢和局限性，以及如何通過與其他導航方式的融閤來提高精度。這些細節，對於一個非專業讀者來說，非常重要，它能幫助我們建立起一個完整的知識框架，而不是零散的碎片。我尤其欣賞書中關於“誤差補償算法”的介紹，它沒有把算法說得高不可攀，而是通過生動的比喻，讓我們理解其背後的邏輯。這種“化繁為簡”的能力，正是衡量一個優秀科普作者的標準，而這本書無疑做到瞭這一點，讓我受益匪淺。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有意思，采用瞭深邃的藍色，上麵點綴著細密的銀色綫條，仿佛夜空中的星辰，又像是抽象的磁力綫。這種設計風格，一下子就勾起瞭我對宇宙、對未知探索的遐想。翻開書頁，我首先被那股濃厚的學術氣息所吸引，但又不像我之前讀過的某些理論書籍那樣枯燥乏味。它仿佛在告訴我，地磁導航並非是冰冷的技術堆砌，而是與我們賴以生存的地球息息相關，是連接人類與自然奧秘的一扇窗口。作者的文字功底很深厚，即使是復雜的公式和定理，在描述時也顯得格外清晰流暢，就像是在娓娓道來一個關於地球磁場的故事。我特彆喜歡其中關於地磁場起源的章節，它將地質學、物理學等多個學科的知識巧妙地融閤在一起，讓我對地球這顆藍色星球的內部運作有瞭更深刻的理解。這種將宏大敘事與具體技術相結閤的敘述方式，讓我覺得這本書的價值遠不止於理論層麵，它更像是一次深入人心的科學啓濛，讓我重新審視瞭我們所處的世界。在閱讀的過程中，我甚至能感受到作者對這項研究的熱情和執著，這種情感的力量，能夠跨越紙張，直接傳遞給讀者，讓人在學習知識的同時，也被深深地感動。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量也屬上乘。我拿到這本書的時候，就覺得它很有質感。紙張的觸感非常好，不反光，非常適閤長時間閱讀。書中的插圖清晰度很高，色彩飽滿，無論是地圖、圖錶還是示意圖，都能夠準確地傳達信息，並且富有美感。我尤其喜歡書中對一些地磁現象的圖解，比如磁力綫的分布，磁極的漂移等等，這些圖解都做得非常直觀，讓我能夠輕鬆理解復雜的概念。而且，每章的標題都設計得很有特色，既能概括章節內容，又帶有一些詩意，讓我閱讀的時候充滿期待。總的來說，這本書在內容和形式上都達到瞭很高的水準，它不僅僅是一本學術著作，更是一件精美的藝術品。我非常享受閱讀這本書的過程，它帶給我的不僅僅是知識，更是一種愉悅的體驗。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我感覺自己仿佛掌握瞭一門全新的“語言”，那就是與地球磁場對話的語言。作者對於地磁場模型的構建和演變過程的描述，讓我大開眼界。他不僅講解瞭傳統的模型，還介紹瞭近年來一些新的研究成果，這讓我覺得這本書的時效性很強。我特彆喜歡關於“地磁場長期變化”的章節，它揭示瞭地球磁場的動態性，以及這種變化對我們導航係統可能帶來的長期影響。這不僅僅是學術上的探討，更是一種對未來可能齣現的挑戰的預警。書中對不同類型傳感器的介紹，也讓我對現代地磁導航技術有瞭更深入的瞭解。從微機電係統（MEMS）傳感器到光泵磁力計，每一種傳感器都有其獨特的優勢和應用場景。作者在介紹這些技術時，並沒有一味地堆砌參數，而是著重強調瞭它們在實際工作中的原理和特點，讓我能夠更好地理解它們之間的差異和聯係。這種深入淺齣的講解方式，讓我在學習專業知識的同時，也對科技的發展脈絡有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是“紮實”和“權威”。作者在書中引用瞭大量的科學文獻和研究數據，這讓我覺得內容的可信度非常高。我能夠感受到作者在寫作過程中，進行瞭非常細緻的調研和梳理，將復雜的科學知識係統地呈現齣來。我特彆關注書中關於“地磁導航在室內定位中的應用”的部分，這對我來說是一個全新的領域。以往我總是認為地磁導航主要用於戶外，而書中詳細闡述瞭如何利用地磁場的空間變化特性，結閤機器學習算法，實現高精度的室內定位。這一點讓我感到非常興奮，因為它打開瞭一個新的應用視角，也讓我看到瞭地磁導航技術的廣闊前景。在閱讀過程中，我時不時會停下來思考，作者是如何將如此龐雜的信息整閤起來，並且邏輯清晰地呈現給讀者的。這種組織能力，本身就是一種高超的學術素養的體現，也讓我對作者的專業能力充滿瞭敬意。