现代导航的演进

《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》旨在通俗易懂地阐述一些基本原理，深入说明卫星导航系统的设计，同时在正文中通过介绍性章节简介导航方法的早期发展。《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》不是在讲导航的历史，只是尝试用史学观点介绍导航。
《现代导航的演进：量子技术的兴起/高新科技译丛》主要面向大专水平、具备物理和工程方面基础的求知非专业人员。它以直观的方式，广泛介绍了地面和空间导航演变的相关主题，且较少使用数学公式。前两章介绍自然界中的导航和古代水手的导航，包括腓尼基人、维京人、太平洋岛上居民所用的导航。第3、4章介绍恒星导航、星座及星坐标等要素。第5～7章介绍精密机械计时器，海洋中经度的测定和精密可控石英时钟很近的发展。第8章总结介绍了量子概念，作为讨论微波和光与原子之间相互作用的准备知识。有关原子钟的介绍相当详细，包括氢微波激射器、铯束、铷电池，以及新发展的铯喷泉和单离子频率标准。随后介绍陀螺罗盘的章节引出了对萨格纳克激光陀螺的讨论。从靠前3章开始介绍有关基于时间的导航：先是基于地面网络的“罗兰C”和“奥米茄”，随后是基于卫星的系统，包括轨道理论、早期的卫星导航系统SECOR、TRANSIT等；很后推出了优选导航卫星系统——优选定位系统（GPS），该系统是本时代重大技术成就之一。对GPS分三大部分进行介绍：空间、控制和用户部分。研究人员试图通过实现超常的协调性和精度，使整个系统正常运作。GPS尤其是差分GPS的应用广泛，除了常见的空中导航、海洋导航和导弹制导，GPS还应用于大地测量、重大工程建设、矿业项目、农业、生态、紧急定位，更不用说高速公路导航。靠前7章是太空导航的相关内容。靠前8章讨论了导航的未来，届时原子干涉仪可作为陀螺罗盘使用，铯喷泉作为原子时间标准，子计算机用来更新卫星星历。

第1章自然界中的导航
1.1动物导航
1.2通过太阳确定方向
1.3通过星星确定方向
1.4磁场定向
1.5风和气流
1.6电场定向
1.7信鸽
1.8帝王蝶
1.9长距离迁徙的鸟类
1.10太平洋鲑鱼
1.11人类的导航
参考文献
第2章早期的导航
2.1沙漠游牧民族
2.2太平洋中的航海家
2.3星象罗盘
2.4腓尼基人
2.5维京人
2.6古代的仪器
2.6.1日晷和夜行仪
2.6.2磁罗盘
2.6.3沙漏
2.6.4拖板计程仪和拖曳式计程仪
2.6.5戴维斯象限仪
2.6.6星盘
参考文献
第3章天文学的历史背景
3.1古代天文学
3.2伊斯兰天文学
3.3欧洲天文学家
3.4艾萨克·牛顿
参考文献
第4章现代天文学的要素
4.1行星地球
4.2月球和行星
4.3内行星
4.4外行星
4.5恒星
4.6星座
参考文献
第5章海洋导航
5.1地理坐标
5.2天文坐标系
5.3时间系统
5.4导航三角形
5.5截距法
5.6导航三角形的表格解
5.7月球距离法
5.8六分仪
5.9磁罗盘
参考文献
第6章经度问题
6.1早期时钟
6.2机械钟
6.3弹簧平衡轮钟
6.4现代精密计时表
参考文献
第7章石英革命
7.1历史背景
7.2石英晶体
7.3X射线晶体学
7.4人造石英晶体
7.5石英谐振器
7.6石英谐振器作为电路元件
7.7振荡器稳定性
参考文献
第8章经典原子钟
8.1量子力学术语
8.2薛定谔方程
8.3原子结构
8.4原子光谱
8.5超精细相互作用
8.6铷标准
8.7铯标准
参考文献
第9章原子和分子振荡器
9.1氨微波激射器
9.2铷微波激射器
9.3氢微波激射器
9.4相关电子
9.5氢微波激射器的性能
参考文献
第10章离子场约束
10.1引言
10.2潘宁阱
10.3保罗阱
10.4囚禁离子频谱学
10.5近期进展：囚禁单个离子
参考文献
第11章光频振荡器：激光
11.1简介
11.2光腔
11.3光放大
11.4激光输出功率
11.5激光输出波谱
11.6气体激光系统
11.6.1氦一氖激光器
11.6.2氩离子激光器
11.7半导体激光器
11.8晶体固体激光器
11.8.1红宝石激光器
11.8.2Nd3+YAG激光器
11.8.3Ti3+：蓝宝石激光器
11.9激光冷却原子
参考文献
第12章机械陀螺罗盘
12.1陀螺运动
12.2在旋转的地球上运动
12.3陀螺罗盘的控制
12.4陀螺振荡的阻尼
12.5陀螺仪的主要误差
12.5.1稳定误差
12.5.2陀螺仪主体运动误差
12.6斯伯利·马克37型陀螺罗盘
12.7环形激光陀螺仪
12.8光纤陀螺
12.9MEMS振动陀螺仪
参考文献
第13章无线电导航
13.1概述
13.2无线电测向
13.3伏尔航空导航
13.4雷达
13.5罗兰-C
13.6罗兰-C海图
13.7误差源
13.8罗兰-C接收机
13.9民用接收机
13.10奥米伽系统
参考文献
第14章卫星导航：空间部分
14.1历史背景
14.2GPS：系统设计
14.3GPS卫星轨道
14.4轨道摄动
14.5星载系统
14.6GPS卫星信号
14.7近期新发展：GPSIⅡ
参考文献
第15章卫星导航：控制部分
15.1引言
15.2监测站的地理位置
15.3卫星星历的确定
15.4GPS时间协调
15.5信号传播速度
参考文献
第16章卫星导航：用户部分
16.1引言
16.2GPS接收机
16.3差分GPS
16.4GPS-INS组合
16.5GPS的应用
16.5.1测绘和制图
16.5.2卫星授时
16.5.3航空和航海导航
16.5.4铁路
16.5.5农业
16.5.6地面交通
16.5.7安全和救灾
16.5.8体闲娱乐
16.5.9环境
16.5.10空间应用
参考文献
第17章太空导航
17.1简介
17.2阿波罗计划
17.3阿波罗计划的设计
17.4遥远行星的导航：水手号使命
参考文献
第18章导航的未来
18.1引言
18.2物质波：德布罗意理论24l
18.3原子干涉：衍射光栅
18.4卡皮查一狄拉克效应
18.5原子干涉仪
18.6原子陀螺仪
18.7铯喷泉频率标准
18.8量子计算机
参考文献
后记