导航概论(第2版)

本书主要介绍导航专业知识体系、核心概念、主要原理、导航技术及其军事应用等内容。全书共十二章，包括绪论、导航坐标系、定位导航时间参数、直接定位、矢量观测航姿测量、速度测量、平台稳定航姿测量、推算导航、组合导航、时间统-一、主要导航技术以及综合导航系统与综合舰桥系统等。本书对导航知识进行系统性阐述，便于读者快速理解与掌握导航专业的主要知识。本书是在科学出版社“十三五”普通高等教育本科规划教材《导航概论》的基础上，为了更好地适应读者需求，根据近年来导航技术的近期新发展，进一步优化编著而成。本书内容简明清晰，叙述深入浅出，具有较强的系统性，可作为国内导航专业本科学历教育教材，也可作为武器、探测、作战、通信、航海、测绘等相关专业的学生以及从事导航相关工作的技术人员了解导航专业的自学参考用书。

序
第二版前言
第一版前言
第一章绪论1
第一节导航的历史1
一、生物导航1
二、古代导航技术2
三、现代导航技术5
第二节导航的概念及相关技术领域6
一、导航的概念6
二、导航相关技术领域9
第三节导航的作用11
一、导航对航行安全的重要作用11
二、导航对制导武器的重要作用11
三、导航对武器系统平台的重要作用12
四、导航对网络中心战的重要作用13
思考题13
第二章导航坐标系15
第一节主要坐标系15
一、坐标系的类型15
二、常用导航坐标系16
第二节坐标系变换21
一、坐标系的表示22
二、坐标系位置参数变换22
三、坐标系间角度关系表示23
四、常用坐标系变换26
第三节大地坐标系31
一、地球形体数学描述31
二、常用大地坐标系32
思考题36
第三章定位导航时间参数38
第一节定位参数38
一、纬度39
二、经度41
三、高度42
第二节导航参数44
一、速度44
二、距离46
三、航向方位参数47
四、姿态参数49
五、航行参数50
第三节时间参数51
一、时间51
二、频率55
思考题56
第四章直接定位58
第一节直接定位基本原理58
一、引例58
二、直接定位通用公式59
三、位置函数60
四、直接定位的特点60
第二节地文定位原理61
一、基于角度测量的多点定位61
二、基于距离测量的多点定位63
三、三角定位63
四、单点角度距离定位与单点移线定位63
第三节天文定位原理65
一、天文定位基本原理65
二、基于高度角的位置函数65
三、基于高度差的航海天文定位66
第四节卫星定位原理68
一、基于距离测量的卫星定位原理69
二、基于距离增量的子午仪卫星定位原理*72
三、基于圆锥交汇的铱星卫星定位原理*74
第五节无线电定位原理75
一、基于测距差的双曲线定位系统76
二、基于单点方位距离的定位系统77
三、基于邻近定位的定位系统*78
第六节测角与测距方法78
一、测角方法78
二、测距方法81
思考题83
第五章矢量观测航姿测量85
第一节矢量测姿原理85
一、双矢量直接测姿原理86
二、多矢量直接测姿原理87
三、直接航姿测量的特点87
第二节地磁航姿测量原理88
一、地磁测向测姿基本原理88
二、地磁测向测姿的环境磁场影响89
三、磁罗经90
第三节天文航姿测量原理92
一、星敏感器测量原理92
二、多矢量天文测姿原理94
三、姿态已知的天文定位原理95
第四节卫星航姿测量原理*95
一、载波相位测量原理95
二、卫星导航测姿基本原理96
三、卫星导航测姿基本特点97
第五节惯性航姿测量原理*97
一、惯性航姿测量基本情况97
二、直接法与间接法97
思考题99
第六章速度测量101
第一节主要测速原理101
一、基于运动学原理的速度解算101
二、基于动力系统的速度测量103
三、基于物理效应的速度测量103
第二节伯努利测速104
一、伯努利水压测速原理104
二、水压计程仪105
三、空速管106
第三节法拉第测速106
一、法拉第原理106
二、电磁计程仪107
第四节多普勒测速108
一、多普勒效应108
二、多普勒计程仪工作原理109
第五节声相关测速111
思考题112
第七章平台稳定航姿测量114
第一节惯性稳定平台114
一、陀螺仪基本特性114
二、陀螺稳定系统的种类116
三、单轴陀螺稳定系统117
第二节陀螺地平仪与陀螺罗经118
一、陀螺地平仪118
二、陀螺罗经120
第三节平台罗经123
一、三轴稳定平台124
二、平台罗经工作原理125
三、航姿角度直接测量127
思考题130
第八章推算导航132
第一节推算定位133
一、航迹推算基本情况133
二、航迹推算基本方法133
三、航迹推算的特点135
第二节惯性导航原理135
一、惯性导航基本原理135
二、平台式惯性导航系统138
第三节捷联式惯性导航原理141
一、捷联式惯性导航系统基本情况141
二、捷联式惯性导航基本原理143
三、捷联式惯性导航系统初始对准147
四、捷联式惯性导航系统的特点151
思考题152
第九章组合导航154
第一节组合导航基本情况154
一、组合导航的概念154
二、组合导航的种类155
第二节组合导航原理157
一、卡尔曼滤波基本原理157
二、递推贝叶斯估计基本原理*160
三、组合导航基本原理162
第三节地理信息与地球物理场*166
一、地理信息与地球物理场基本情况166
二、地形基础知识167
三、重力场基础知识169
四、地磁场基础知识173
第四节匹配组合导航*175
一、匹配定位原理176
二、地形参考导航178
三、重力匹配导航182
四、地磁匹配导航184
思考题185
第十章时间统一187
第一节时间频率基准187
一、天文钟188
二、石英晶体谐振器188
三、原子钟191
第二节授时系统192
一、有线直连同步193
二、无线时间同步195
三、时间同步方法比较199
第三节时间统一系统199
一、守时系统200
二、授时监测发播系统200
三、时频终端设备201
四、时间统一保障系统202
五、时间统一技术的发展202
思考题204
第十一章主要导航技术206
第一节无线电导航技术207
一、无线电导航基础知识207
二、无线电导航的种类及特点212
三、典型的无线电导航系统214
四、典型的卫星导航系统221
第二节声学导航技术225
一、水声导航基础知识225
二、水声测深仪系统230
三、水声基线定位系统232
第三节光学导航技术237
一、天文导航基础知识237
二、舰艇天文导航装备241
三、其他光学导航装置242
第四节惯性导航技术245
一、惯性元件基础知识245
二、惯性导航系统250
三、惯性装备体系252
思考题253
第十二章综合导航系统与综合舰桥系统255
第一节舰艇综合导航系统255
一、舰艇综合导航系统的概念、特点及发展255
二、舰艇综合导航系统体系架构257
三、无人水下航行器导航系统*260
第二节电子海图263
一、海图投影基础知识263
二、电子海图基础知识264
三、电子海图系统265
第三节船舶常用组合导航设备267
一、无线电助航设备267
二、航迹自动标绘仪269
三、航行数据记录仪270
第四节海洋环境测量设备270
一、气象导航基本概念270
二、海洋水文气象要素观测设备271
第五节自动操舵仪275
一、自动舵基本概念275
二、自动舵基本原理276
第六节综合舰桥系统280
一、综合舰桥系统的概念280
二、综合舰桥系统的发展281
思考题284
参考文献286
附录重要符号列表288