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| 內容簡介： |
本书首先以人类社会的导航定位需求为背景，梳理和总结导航技术发展历程;其次在简要阐述导航定位基础知识的基础上，重点阐述惯性导航、天文导航、无线电导航、卫星导航、水声导航、特征匹配导航等现代导航与定位技术的基本原理、技术特点与主要应用;最后围绕高精度、高可靠的现代导航信息需求，针对不同导航方式的技术特点，阐述基于不同导航手段的组合导航技术的基础理论、基本原理与应用。
本书定位为高等院校信息感知、智能控制、无人工程等新兴专业的基础入门教材，在内容设计上突出技术广度，弱化技术深度。本书可作为导航、制导与控制，仪器科学与技术等相关专业本科生、研究生的教学辅导教材，也可作为航海、航天、航空等导航相关领域的厂、所、部队工程技术人员的参考书。
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| 目錄：
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目录
第一章 绪论
第一节 导航与定位的基本概念
一、导航的概念与分类
二、导航与定位的关系
第二节 导航的起源与发展
一、天文导航
二、地磁导航
三、陆标导航
第三节 现代导航定位技术
一、惯性导航技术
二、卫星无线电导航技术
三、现代天文导航技术
四、水声导航技术
五、特征匹配导航技术
练习题
第二章 导航定位基础知识
第一节 空间与运动
一、惯性空间与运动参考
二、物体在非惯性参照系中的运动
第二节 地球的描述
一、地球的形状
二、地球的运动
三、地球的引力
第三节 空间的描述
一、坐标系定义
二、载体运动的坐标系表示
三、垂线及纬度的定义
四、地球直角坐标与经纬度坐标的互换
第四节 坐标系相互关系
一、方向余弦矩阵
二、旋转矢量法
三、四元数
四、方向余弦矩阵、旋转矢量和四元数间的关系
练习题
第三章 惯性导航技术
第一节 惯性传感器
一、惯性传感器分类
二、加速度计
三、陀螺仪
第二节 平台式惯性导航技术
一、基本结构与分类
二、指北方位惯性导航系统基本原理
第三节 捷联式惯性导航技术
一、基本结构与特点
二、机械编排
三、姿态更新算法
四、速度与位置更新算法
五、导航解算流程
六、导航解算的几个问题
第四节 旋转式惯性导航技术
一、发展历程
二、基本原理
三、主要特点
练习题
第四章 天文导航技术
第一节 天文导航基础
一、天球及数学描述
二、球面几何基础
三、天文年历
四、天文钟
第二节 天文定位的基本原理
一、基本原理
二、高度角测量
三、天体投影点计算
第三节 天文定位的实现方法
一、高度差法定位
二、解析法定位
第四节 现代天文导航系统及发展
一、功能与特点
二、基本原理与组成
三、现代天文导航的发展趋势
练习题
第五章 无线电导航技术
第一节 无线电导航的分类
第二节 无线电导航的性能指标
第三节 罗兰 - C 系统
一、系统组成
二、系统发展
三、系统性能及特点
四、定位原理
五、信号格式
六、系统技术实现
第四节 室内导航定位系统
一、需求与特点
二、室内定位技术的分类
三、Wi-Fi 定位技术
四、无线射频识别定位
五、蓝牙定位技术
六、红外定位技术
七、超声波定位技术
八、超宽带定位技术
九、LED 可见光定位技术
十、地磁定位技术
十一、视觉定位技术
练习题
第六章 卫星导航技术
第一节 卫星导航基础
一、卫星导航系统的构成
二、卫星导航系统的特点
三、卫星导航系统的应用
第二节 卫星导航定位的基本原理
一、三球交汇定位原理
二、伪距定位原理
第三节 卫星导航系统的主要误差
一、卫星的误差
二、信号传播误差
三、接收的误差
第四节 全球定位系统
一、系统构成
二、信号格式
三、导航电文
第五节 北斗卫星导航系统
一、系统组成与服务
二、卫星信号格式
三、系统应用及发展
第六节 其他卫星导航系统
一、GLONASS 系统
二、伽利略卫星导航系统
第七节 干扰与抗干扰技术
一、导航干扰技术
二、导航抗干扰技术
练习题
第七章 水声导航技术
第一节 水声基础
一、声波
二、声学换能器
第二节 水声测深技术
一、单波束测深
二、多波束测深
三、侧扫声呐系统
第三节 水声测速技术
一、多普勒测速技术
二、声相关测速技术
第四节 水声定位技术
一、长基线水声定位
二、短基线水声定位
三、超短基线水声定位
四、虚拟长基线定位
练习题
第八章 特征匹配导航技术
第一节 地形匹配导航
一、基本原理
二、主要组成
三、典型地形匹配算法
四、影响地形匹配导航精度的因素
第二节 地磁匹配导航
一、基本原理与组成
二、典型地磁匹配算法
第三节 重力匹配导航
一、重力测量仪器
二、重力基准图
三、重力匹配算法
第四节 图像匹配导航
练习题
第九章 组合导航技术
第一节 组合导航的滤波基础
一、组合导航与滤波概述
二、递推最小二乘估计
三、最小方差估计
四、离散型卡尔曼滤波
第二节 组合导航应用模式
一、状态和量测量选择
二、校正方式选择
三、组合方式选择
第三节 常见导航系统误差模型
一、惯性导航系统
二、卫星导航系统
三、多普勒计程仪
四、大气数据系统
五、磁航向仪
六、天文导航系统
第四节 典型组合导航系统应用
一、惯性 / 卫星组合导航技术
二、惯性 / 多普勒计程仪组合导航技术
三、惯性 / 大气数据系统组合导航技术
练习题
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
本书主要围绕人类进入信息时代以来，在生产和生活中的主要导航和定位需求，阐述目前广泛应用的惯性导航、天文导航、无线电导航、卫星导航、水声导航等技术的发展历程、基本原理、特点和主要应用。在此基础上，针对不同导航技术的主要特点与缺陷，阐述组合导航与信息融合的基本理论、原理与应用。本书在内容的体系设计上，按照基础知识、技术原理和组合运用的逻辑思路，重点阐述不同导航技术的理论脉络、基本原理与特点。
第一章系统概述导航定位的基本概念与分类、不同导航技术的发展历程、现代导航的技术现状与主要特点。第二章主要阐述常见的导航定位技术所运用的数学知识与基础理论，明确时间、空间和参考的定义与数学描述。第三章从惯性传感器的分类与原理出发，阐述平台式、捷联式、旋转式惯性导航技术的基本原理。第四章在阐述天文导航基础、天文定位的基本原理和实现方法的基础上，重点讨论现代天文导航系统及发展。第五章在讨论无线电导航的分类与性能指标的基础上，重点阐述罗兰 - C、塔康等典型无线电导航系统的原理与应用。第六章在详细阐述全球卫星导航系统的基本原理基础上，重点围绕美国全球定位系统和中国北斗卫星导航系统的设计、信号结构、系统发展等展开论述，最后讨论了目前常见的导航干扰与抗干扰技术。
第七章针对水下导航与定位需求，阐述了目前常见的水声测深、测速和定位技术，重点阐述了长基线、短基线和超短基线三种水声定位方法。第八章主要围绕不同物理场的匹配，阐述典型的特征匹配导航技术。第九章从最优估计和组合滤波角度阐述不同导航技术的信息融合与优势互补，阐述不同导航技术进行组合的模式。
本书是作者承担 “导航定位技术” 本科课程以来对目前导航技术手段和课堂教学内容的系统梳理、总结和凝练。在本书编写和教学实施过程中，得到海军工程大学许江宁、胡柏青、卜鸿巍等教授的支持和帮助。同时，在本书编写过程中，先后与国内相关技术领域的专家和教授进行了多次研讨和交流，极大地拓展了技术视野和思路。在此，衷心地感谢所有关心和帮助过我们的专家和同行。
本书是系统梳理、完善导航定位理论与技术手段的一种尝试和探索，在促进该技术领域的学术成果交流和推广的同时，我们也清楚地认识到，限于自身水平，书中难免存在不足和疏漏之处，敬请广大读者和同行提供宝贵意见，以便本书不断完善和提高。
作者
2025 年 7 月 28 日于武汉
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