船用调制型惯性导航及其组合导航技术

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王秋滢 著
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店铺: 华文京典专营店
出版社: 国防工业出版社
ISBN:9787118112429
商品编码:29830109345
包装:平装-胶订
出版时间:2017-06-01

具体描述

基本信息

书名:船用调制型惯性导航及其组合导航技术

定价:72.00元

作者:王秋滢

出版社:国防工业出版社

出版日期:2017-06-01

ISBN:9787118112429

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装-胶订

开本:大16开

商品重量:0.4kg

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内容提要


王秋滢*的《船用调制型惯性导航及其组合导航技术》共分为11章,主要论述了船用调制型惯性导航系统技术及相关知识。**~3章为**部分,主要介绍了惯性导航基础知识、惯性导航系统基本工作原理及误差建模分析。第4~7章为第2部分,重点论述了调制型惯性导航系统,主要包括调制型惯性导航系统基本原理与误差分析、相对地理坐标系旋转的调制技术研究、相对地球自转轴旋转的调制技术研究以及基于罗经原理/Butterworth滤波器的姿态/速度误差抑制技术研究。第8~11章为第3部分,重点研究基于调制型惯性系统的组合导航技术,分别介绍了调制型惯性导航/星敏感器组合导航方案、船用星敏感器抗环境干扰误差抑制技术、调制型惯性导航/计程仪组合导航方案、基于调制型惯性导航/计程仪的计程仪误差抑制技术。
本书对从事惯性技术的工程技术人员具有重要的参价值,也可作为高等院校惯性技术相关专业的研究生教材。

目录


作者介绍


文摘


序言



船用导航技术发展与未来趋势 引言 导航,作为人类探索与活动不可或缺的基础,其历史发展与文明进步紧密相连。从古代仰望星辰、借助地标辨别方向,到现代利用卫星信号、传感器融合实现高精度定位,导航技术的每一次飞跃都极大地拓展了人类活动的边界,深刻影响着交通运输、军事国防、科学考察乃至日常生活。在众多导航应用领域中,船用导航由于其独特的海洋环境复杂性、对船舶安全航行和高效运行的极端重要性,一直是导航技术研究与发展的重点和难点。本文将深入探讨船用导航技术的历史沿革、关键技术、现有挑战以及未来发展趋势,旨在勾勒出这一领域宏大的发展图景。 一、船用导航技术的历史演进 1. 远古与古典时期:自然与经验的导航 人类早期航海主要依靠对自然现象的观察和经验积累。太阳的东升西落、月亮的盈亏变化、星辰的运行轨迹(如北极星)、信风的方向、海流的规律、潮汐的涨落,以及对海岸线、岛屿、山脉等地理特征的记忆,构成了古代航海者赖以生存的导航手段。这种导航方式高度依赖于航海者的个人经验、敏锐的观察力和对自然环境的深刻理解。虽然在技术上显得原始,但它却孕育了人类最初的海洋探索精神,并为后来的科技发展奠定了基础。 2. 航海仪器革新:从经验到测量的飞跃 随着科学技术的发展,一系列关键航海仪器的出现,标志着船用导航从经验化走向了科学化、定量化。 罗盘 (Compass):最早可能起源于中国,后传入欧洲,罗盘的发明使航海者能够大致判断方向,摆脱了对天气和可见地理特征的完全依赖,极大地提高了航行的可靠性。 象限仪 (Quadrant) 与星盘 (Astrolabe):这些早期的天文导航工具,允许航海者测量天体(太阳、星辰)与地平线的高度角,从而推算出船只的大致纬度。虽然精度有限,但它们是理解天文导航原理的开端。 六分仪 (Sextant):在18世纪发展成熟的六分仪,通过巧妙的光学设计,能够更精确地测量天体高度角,并结合精密的时间测量(如航海钟),可以计算出经度,从而实现了对船只在地球表面的精确位置(经纬度)的定位。六分仪的普及是航海史上的一次革命,使得远洋航行变得更加安全和普遍。 航海钟 (Chronometer):精确的航海钟是计算经度的关键。早期的航海钟精度不高,易受海上的颠簸和温度变化影响,但随着制表技术的进步,尤其是约翰·哈里森 (John Harrison) 等人的不懈努力,高精度航海钟的出现彻底解决了经度测量难题。 3. 近代导航技术:无线电与电子设备的崛起 20世纪以来,电子技术的迅猛发展为船用导航带来了新的突破。 无线电导航系统 (Radio Navigation Systems): 无线电测向 (Radio Direction Finding, RDF):利用无线电信号的方向性来确定船只相对于已知无线电台的位置。 无线电信标 (Radio Beacons):发送已知频率和信号的无线电台,船只通过接收信号并进行测向或测距来定位。 远距离导航系统 (Long Range Navigation Systems):如Loran(远程导航系统)和Decca(迪卡系统),通过测量船只接收到的来自多个地面基站信号的时间差来确定船只位置,精度高于早期的无线电导航,成为二战及之后一段时间内的重要水上导航手段。 声学导航 (Acoustic Navigation):在水下探测和定位中尤为重要。利用声波在水中的传播特性,通过声纳系统进行测距和定位,适用于潜艇、水下探测器等。 4. 现代导航技术:卫星导航与传感器融合 20世纪末至今,以全球导航卫星系统 (Global Navigation Satellite Systems, GNSS) 为代表的现代导航技术,以前所未有的精度和便捷性,彻底改变了船用导航的面貌。 全球导航卫星系统 (GNSS): GPS (Global Positioning System):美国研发并运行的全球定位系统,是目前最广泛使用的GNSS。 GLONASS (Global Navigation Satellite System):俄罗斯的全球卫星导航系统。 Galileo (伽利略全球卫星导航系统):欧洲的独立导航系统。 北斗卫星导航系统 (BeiDou Navigation Satellite System, BDS):中国的自主研发的卫星导航系统。 GNSS通过接收来自多颗在轨卫星的信号,通过测量信号传播时间来计算接收器与卫星之间的距离,进而通过三维空间中的多边测量原理,确定接收器在地球上的三维坐标。其高精度、全球覆盖、全天候工作的特点,使得船只能够获得实时、精确的位置信息,极大地提升了航行安全和效率。 二、船用导航的关键技术组成 现代船用导航系统是一个复杂的集成体,其核心技术涵盖了多个层面,互相协作,共同保障船舶的安全高效运行。 1. 定位技术 GNSS 接收机:这是现代船用导航系统的核心。GNSS接收机负责接收和处理来自GNSS卫星的信号,输出船只的实时三维位置、速度和时间信息。高精度的GNSS接收机,如支持RTK(实时动态差分)或PPP(精密单点定位)技术的设备,能够实现厘米级甚至更高的定位精度,对于船舶进出港、狭窄航道通行、锚泊定位等至关重要。 惯性导航系统 (Inertial Navigation System, INS):INS通过测量惯性器件(如陀螺仪和加速度计)的运动来推算船只的位置、姿态(横滚、俯仰、航向)和速度。INS的优势在于其自主性,不依赖外部信号,可以在GNSS信号丢失(如在隧道、峡谷、水下或电子对抗环境下)时提供连续的导航信息,提供短时高精度跟踪。然而,由于误差会随时间累积,INS需要定期通过外部信息(如GNSS、雷达、声纳等)进行校准。 电子海图显示与信息系统 (Electronic Chart Display and Information System, ECDIS):ECDIS是现代船舶的法定导航设备,它利用电子海图替代传统的纸质海图,并将船只的实时位置(通常来自GNSS)显示在电子海图上。ECDIS集成了航迹规划、航线跟踪、危险区域警告、航行参数显示等功能,是提高航行安全性和管理效率的重要平台。 雷达 (Radar):雷达通过发射无线电波并接收反射信号,来探测周围的障碍物(其他船舶、陆地、浮标等)的距离和方位。雷达在低能见度(如雾、雨、雪)条件下,以及在复杂海域的避碰和态势感知中发挥着不可替代的作用。现代雷达还集成了ARPA(自动雷达标的物跟踪)功能,能够自动跟踪和预测其他船舶的运动趋势,辅助船长做出决策。 声纳 (Sonar):主要用于水下导航和探测。多普勒计程仪(Doppler Speed Log, DSL)利用声波多普勒效应测量船只相对于水底或水体的速度,是提高航行精度和效率的重要辅助。测深仪(Echo Sounder)则用于测量水深,是海图作业和安全航行的基础。 罗经 (Gyrocompass):虽然GNSS提供了绝对的航向信息,但作为备份或辅助,高精度的陀螺罗经仍然是现代船舶的标准配置。它能提供精确的地理北向信息,不受磁场干扰。 2. 组合导航技术 (Integrated Navigation Systems) 在现代船用导航中,单一的导航技术往往难以满足所有需求。例如,GNSS精度高但可能受干扰;INS自主性强但误差累积;雷达在恶劣天气下性能下降。因此,将多种导航传感器的数据进行融合,形成一个更加鲁棒、高精度、高可靠性的组合导航系统,是当前和未来的发展方向。 传感器融合 (Sensor Fusion):通过算法(如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波等),将来自GNSS、INS、罗经、计程仪、雷达、声纳等不同传感器的测量数据进行有机结合。融合后的系统能够: 提高精度:利用不同传感器的优点,相互弥补缺点,获得比任何单一传感器更高的定位、测速、定姿精度。 增强鲁棒性:当某个传感器发生故障或信号丢失时,系统仍能依靠其他传感器继续提供导航服务,大大提高了系统的可靠性和可用性。 扩展功能:融合数据可以支持更高级的导航和态势感知功能,例如精确的避碰分析、高精度航线跟踪等。 3. 辅助导航与态势感知 船舶自动识别系统 (Automatic Identification System, AIS):AIS是一种 transponder(转发器)系统,能够广播和接收其他船舶、VHF基站和陆上航行控制中心的航行信息,如船名、呼号、位置、航速、航向、船舶类型等。AIS极大地增强了船舶之间的态势感知能力,是现代海上交通管理和避碰的重要工具。 电子海图与地理信息系统 (GIS):ECDIS已经成为法定设备,而更高级的电子海图系统还可以集成更丰富的地理信息、航线信息、港口信息、环境信息等,为航海者提供更全面的决策支持。 三、船用导航面临的挑战 尽管船用导航技术取得了长足进步,但仍面临诸多挑战: 1. GNSS的脆弱性 GNSS信号容易受到自然(如电离层干扰)和人为(如电子干扰、欺骗)因素的影响。信号干扰、遮挡(如港口高楼、峡谷)或欺骗攻击,都可能导致GNSS接收机输出错误的定位信息,危及船舶安全。因此,对GNSS的依赖性需要通过发展其他导航手段来降低。 2. 复杂海洋环境的影响 海洋环境多变且复杂。大风浪、浓雾、冰雪等恶劣天气会严重影响可见性和传感器性能;深水、浅水、水文变化也会影响测量精度。海洋的电磁环境也可能存在干扰。 3. 船载设备集成与兼容性 现代船舶配备了大量复杂的电子设备。如何有效地集成不同供应商、不同世代的导航传感器和系统,确保其数据格式、通信协议的兼容性,并实现高效的数据共享和融合,是一个持续的工程挑战。 4. 成本与技术更新 高精度、高性能的导航设备和系统的成本不菲,特别是对于小型船舶而言。同时,导航技术的更新换代非常迅速,如何保持设备的先进性并进行有效升级,也需要周密的规划和投入。 5. 网络安全 随着导航系统日益数字化和网络化,网络安全成为新的威胁。未经授权的访问、数据篡改或恶意软件可能导致系统瘫痪或输出错误信息,威胁船舶航行安全。 6. 自动化与无人化导航 随着船舶自动化和无人化趋势的推进,对导航系统的自主决策能力、容错能力、以及与其他自动化系统的协同能力提出了更高的要求。 四、船用导航的未来发展趋势 面向未来,船用导航技术将朝着更加智能化、自主化、高精度化、鲁棒化和网络化的方向发展。 1. 强化多源传感器融合与自适应权重 未来的组合导航系统将更加智能,能够根据实时环境和传感器状态,动态调整不同传感器的权重,实现更优化的融合效果。例如,在GNSS信号良好时,以GNSS为主;在GNSS受干扰时,则更多地依赖INS或其他备份导航源。 2. 发展自主导航与路径规划能力 随着人工智能(AI)和机器学习(ML)技术的发展,未来的导航系统将具备更强的自主学习和决策能力。AI可以用于分析复杂航行场景,预测障碍物运动,优化航线规划,甚至在紧急情况下独立完成避碰和安全航行任务。 3. 增强GNSS的抗干扰与鲁棒性 为了应对GNSS信号的脆弱性,研究将更加关注: 多GNSS融合:同时接收和处理来自GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等多个卫星系统的信号,提高信号覆盖率和抗干扰能力。 地面增强系统 (Ground Augmentation Systems):如SBAS(卫星基增强系统)和GBAS(地面基增强系统),通过地面基站和通信卫星提供差分校正信息,进一步提高GNSS的精度和可靠性。 发展“不依赖GNSS”的自主导航技术:例如,利用视觉导航(通过摄像头识别地标、航标)、激光雷达(LiDAR)导航、甚至星象导航的现代化发展,在GNSS失效时提供备用或补充导航。 4. 推进高精度水下导航与定位 随着海洋资源开发和水下活动增多,高精度水下导航技术将受到更多关注。这包括: 改进惯性导航系统:发展更高精度、误差累积更慢的INS。 发展水声通信与定位网络:构建水下声学传感器网络,实现水下目标与水面平台的协同导航。 无惯性水下导航:探索利用地磁场、重力场信息进行水下定位,以及声学匹配导航等技术。 5. 强化网络安全与数据保护 随着导航系统集成度的提高和网络连接的普及,网络安全将成为导航系统设计和运行的关键考量。需要建立多层次的安全防护机制,保障导航数据的完整性、保密性和可用性。 6. 促进北极航道等特殊区域的导航技术发展 随着气候变化,北极航道逐渐开通,对在该区域航行的船舶提出了特殊导航需求。这包括: 冰情监测与预警:结合雷达、卫星遥感、声纳等信息,提供精确的冰情信息,辅助航行决策。 极地导航设备:适应极端低温、强磁场等环境的导航仪器。 精确的极地海图:更新和维护高精度的极地海图数据。 7. 推动船舶自动化与数字孪生 未来的导航系统将与船舶的自动化控制系统深度融合,并与数字孪生技术相结合。导航系统不仅提供位置信息,还能为自动化决策提供高级态势感知和预测,而数字孪生则可以模拟整个航行过程,优化导航策略,提升船舶运行效率和安全性。 结论 船用导航技术经历了从观察自然到依赖精密仪器,再到如今融合卫星、惯性、电子、声学等多种技术的复杂演进过程。它始终是保障海上交通安全、提升航运效率、拓展人类海洋活动的关键驱动力。尽管面临GNSS脆弱性、复杂环境影响等多重挑战,但随着人工智能、大数据、新材料等前沿科技的不断涌现,船用导航正朝着更加智能、自主、高精度和鲁棒的方向迈进,为未来海上交通的智能化、绿色化和可持续发展奠定坚实基础。对这些技术的深入研究和创新应用,将持续推动海洋探索和人类活动的边界向前发展。

用户评价

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这本书的书名,像一艘充满科技感的巨轮,正驶向导航技术的深邃海洋。我一直对那些在复杂环境中工作的精密仪器充满敬畏,而“船用”这个前缀,更是为这本书蒙上了一层严谨而重要的光环。在广阔而变幻莫测的海洋上,精确的导航是船舶安全航行的生命线。我尤其对“惯性导航”这个概念感到着迷,它是一种独立于外部信号的自主定位能力,仿佛是船舶自身的“内功心法”。而“调制型”这个词,则让我对其产生了更深层次的期待。它是否意味着对惯性传感器输出的信号进行某种特殊的处理,以克服海洋环境带来的噪声和漂移,从而达到更高的精度?我迫切地想知道,这种“调制”的具体原理和实现方式。而“组合导航技术”,更是为这本书增添了无限的可能。在现代航海中,单一的导航技术往往难以满足所有需求,将惯性导航与其他导航系统,如卫星导航(GNSS)、海道测量数据、甚至水下声学探测系统进行融合,是实现高精度、高可靠性导航的必由之路。我期望书中能够深入探讨,如何有效地融合这些异构数据,解决传感器之间的误差累积、时间同步、坐标系转换等难题。它是否会介绍一些先进的状态估计算法,例如扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)或粒子滤波(PF)在组合导航中的应用?我希望书中不仅有理论,更能提供一些实际的应用案例,比如在船舶自动驾驶、深海探测、或者复杂航道的精确导引等场景下的具体实现,这将大大增强我对其技术价值的理解。

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这本书的书名,给我一种踏浪而行、探索未知的感觉。我一直对那些能够在大海上劈波斩浪的巨轮背后的科技力量充满好奇,而“船用”这个词,立即将我带到了一个充满挑战与机遇的场景。在辽阔的海洋上,导航的精度和可靠性直接关系到航行安全和效率,因此,船用导航技术的重要性不言而喻。“惯性导航”,对我来说,是一种既神秘又强大的技术,它能够自主感知船体的运动,即使在GPS信号可能被屏蔽的区域,也能提供可靠的导航信息。而“调制型”这个词,则让我觉得这本书的内容更加精深,它可能涉及到对惯性传感器的信号进行优化处理,以提高其精度和抗干扰能力。我非常期待书中能够详细阐述这种“调制”的具体技术和方法。接着,“组合导航技术”则为这本书增添了更广阔的视野。将惯性导航与其他导航方式,如卫星导航(GNSS)、多普勒测速仪(DVL)、甚至海道测量数据进行融合,是现代高精度导航的发展趋势。我希望书中能够深入探讨,如何有效地融合这些异构数据,解决不同传感器之间的误差累积、时间同步、坐标系转换等难题。它是否会详细讲解卡尔曼滤波等状态估计算法在组合导航中的应用?书中是否会讨论如何设计高效的融合策略,以实现最佳的导航性能?我期待这本书能够提供一些实际的应用案例,比如在船舶动态定位(DP)系统、水下地形测绘、或者海洋工程作业等场景下的具体实现,这将使我对这些先进技术有更直观、更深刻的理解。

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这本书的书名,让我感受到了一种专业而又不失深度的技术魅力。我一直对导航技术在各个领域的应用抱有浓厚的兴趣,而“船用”这一限定词,立刻就将我的注意力吸引到了一个极具挑战性的应用场景。在茫茫大海上,导航的精度和可靠性直接关系到航行安全和效率,因此,对于船用导航技术的要求必然是极高的。惯性导航,作为一种能够自主工作的导航方式,在GPS信号可能受到干扰的海洋环境中,其重要性不言而喻。我很好奇“调制型”在这里指的是什么,是针对惯性传感器的信号进行优化处理,以减小误差,提高精度?还是指一种特殊的调制方式,能够让惯性导航系统在复杂环境下更好地工作?我期待书中能够详细阐述相关的理论基础和技术细节。而“组合导航技术”,更是直接点出了这本书的核心价值。任何单一的导航系统都可能存在不足,将多种导航技术有机地结合起来,取长补短,是提升导航性能的必然途径。我非常想知道,书中是如何将惯性导航与其他导航技术,比如卫星导航(GNSS)、多普勒测速仪(DVL)、乃至海道测量数据等进行有效融合的。它是否会深入探讨状态估计算法,如卡尔曼滤波系列,在组合导航中的具体应用?是否会讨论如何处理不同传感器的数据同步、误差建模以及融合策略?如果书中能够提供一些实际工程应用的案例,例如在远洋航行、船舶动态定位(DP)系统中的应用,那对我来说将是极大的收获,能够让我更直观地理解这些先进技术的实际价值。

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这本书的书名,给我一种深入探索海洋科技奥秘的冲动。我一直对那些能够让庞大船只在茫茫大海中精确航行的技术感到好奇,而“船用”这个词,立刻就勾勒出了一个充满挑战的场景。在广阔而变化莫测的海面上,任何微小的导航误差都可能导致严重的后果。我尤其对“惯性导航”这个概念充满兴趣,它依赖于船体自身的运动信息,即使在GPS信号受阻的情况下,也能提供自主导航能力。而“调制型”这个词,则让我觉得这本书不仅仅是讲述惯性导航的基本原理,更是在探讨如何“升级”它,使其在恶劣环境下依然能够保持出色的性能。我猜测,它可能涉及到对惯性传感器的信号进行精细的处理,以抑制噪声,补偿漂移,从而提高导航的精度和鲁棒性。我非常想了解,书中是如何将这种“调制”的技术融入到惯性导航系统中的。而“组合导航技术”,更是将这种探索推向了极致。将惯性导航与其他导航方式,如卫星导航(GNSS)、电子海图、甚至可能的水下导航技术进行融合,是实现高精度、高可靠性导航的必然选择。我期待书中能够详细讲解,如何将这些不同的导航信息进行有机地结合,形成一个更加完善的导航体系。它是否会深入探讨状态估计算法的原理和应用,比如卡尔曼滤波在融合不同传感器数据时的作用?书中是否会讨论如何处理不同传感器之间的误差特性,以及如何设计最优的融合策略?我希望这本书能够让我看到,技术如何让船只在海洋中更加安全、高效地航行,仿佛置身于一个未来航海的科技展厅。

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这本书的书名,让我立刻联想到那些在惊涛骇浪中依然能保持稳定航向的先进船只。我一直对科技如何赋能人类在极端环境中探索和生存充满好奇,而“船用”这个前缀,更是将我的注意力引向了一个充满挑战的领域。在浩瀚无垠的海洋上,精确的导航是船只安全的关键。“惯性导航”,我理解它是一种能够自主感知船体运动的技术,不受外部信号干扰,这在海洋环境中尤其宝贵。但“调制型”这个词,让我觉得这本书的内容更加深入和精妙。它是否意味着对惯性传感器的输出信号进行了某种特殊的处理,以提高其精度和鲁棒性,克服海洋环境带来的震动、噪声等不利因素?我非常期待书中能够揭示这种“调制”的奥秘。而“组合导航技术”,则是我期待本书能够重点阐述的部分。任何一种导航技术都有其局限性,将惯性导航与其他导航系统,如卫星导航(GNSS)、海道测量数据、甚至声纳导航等进行融合,是提升整体导航性能的必然选择。我希望书中能够详细讲解,如何有效地融合这些异构的数据,解决传感器之间的误差累积、时间同步、坐标系转换等复杂问题。它是否会深入探讨状态估计算法,比如卡尔曼滤波系列在多传感器融合中的应用?书中是否会给出一些实际的工程案例,展示组合导航技术如何应用于船舶的自动驾驶、精准靠泊,或者水下平台的自主导航等场景?这将大大增强我对其技术价值的理解,仿佛能亲眼见证科技如何让船只在海洋中更加自信地前行。

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这本书的书名,仿佛打开了一扇通往未知领域的大门。我作为一个对高科技应用充满兴趣的普通读者,对“船用”两个字充满了敬意,它暗示着这本书所探讨的技术,是在极其严苛和充满挑战的环境下运行的。想象一下,在狂风巨浪中,在茫茫大海的尽头,GPS信号可能变得不可靠,这时,一个稳定可靠的导航系统就成了船只安全的生命线。“惯性导航”本身就是一个令人着迷的概念,它依靠的是船体自身的运动信息,无需依赖外部信号,这就像船只拥有了自己的“六感”。我特别好奇“调制型”这个词,它是否意味着一种创新的方法,来提升惯性导航的性能?是不是有什么特殊的技术手段,能够让惯性传感器在恶劣的海况下依然保持高精度,克服环境带来的干扰和漂移?例如,它会不会涉及到一些先进的算法,用来补偿由于船舶摇晃、震动等引起的测量误差?而“组合导航技术”,则让我看到了一个更加宏伟的蓝图。没有一种导航技术是万能的,将惯性导航与其他的导航方式,如卫星导航(GNSS)、天文导航、甚至可能的水下声学导航等进行融合,是提高导航整体性能的必然选择。我迫切地想知道,书中是如何将这些看似独立的技术巧妙地结合在一起的。它会不会详细讲解卡尔曼滤波等状态估计算法在组合导航中的应用?书中是否会探讨不同传感器之间的数据融合策略,比如如何处理不同频率、不同精度的数据?我期待书中能够提供一些具体的解决方案,比如如何实现惯性导航与GPS的无缝切换,或者在GPS失效的情况下,如何利用惯性导航和其它辅助信息来维持导航的连续性和精度。这本书,对我而言,不仅仅是一本技术书籍,更是一个关于如何在挑战中实现精准定位的探索故事。

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这本书的书名,给我一种前所未有的探索感。我总觉得,海洋是神秘的,而能够在广袤无垠的海洋上精准航行,本身就是一项充满挑战的壮举。“船用”这个词,立刻将我的思绪带到了波涛汹涌的大海上,那些庞大的船只,承载着货物、人员,甚至是梦想,在蔚蓝的画卷上划过一道道轨迹。而“惯性导航”,我一直认为它是一种非常“酷”的技术,因为它不依赖外部信号,而是完全依靠自身的运动来感知世界。想象一下,在深邃的海洋,或者在信号被干扰的区域,惯性导航就像船只最忠诚的伙伴,始终指引着方向。“调制型”这个词,让我觉得这本书不仅仅是讲述惯性导航的原理,更是在探讨如何“调校”它,让它变得更加强大和可靠。或许,它涉及到一些独特的信号处理技术,用来优化惯性传感器的输出,减少误差,提高精度。我很想知道,作者是如何将这种“调制”的概念融入到惯性导航的实践中的。而“组合导航技术”,则将这种探索提升到了一个新的高度。将惯性导航与其他导航方式进行有机结合,就像给船只配备了多套眼睛和大脑,能够相互印证,相互补充,从而实现更高的导航精度和可靠性。我期待书中能够深入探讨,是如何将惯性导航与卫星导航(GNSS)、磁罗盘、甚至海道测量数据等进行融合的。它会不会详细介绍一些融合算法,比如如何设计一个高效的滤波器来整合不同传感器的数据?书中是否会给出一些实际的案例,展示组合导航技术在船舶避碰、航线跟踪、或者港口泊位等场景下的应用?我希望这本书能够让我看到,科技如何让船只在海洋中更加自信地航行。

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这本书的书名,给我一种置身于科技前沿的想象。我一直对那些能够在极端环境下工作的技术充满好奇,而“船用”这个词,立刻就将我带到了波涛汹涌、风雨飘摇的海洋。在这里,导航不再仅仅是简单的指路,而是事关生命和财产安全的基石。“惯性导航”,我理解它是一种依靠船体自身的运动来感知方向和位置的技术,不需要依赖外部信号,这在GPS信号不稳定的海洋上显得尤为重要。而“调制型”,这个词让我觉得它并非普通的惯性导航,而是经过了某种“加工”或“优化”,使其性能更上一层楼。我猜测,这可能涉及到对惯性传感器输出的信号进行精细的处理,以提高其精度和抗干扰能力。我非常期待书中能够揭示这种“调制”的奥秘。接着,“组合导航技术”,则让我看到了一个更加成熟和强大的导航系统。将惯性导航与其他导航方式,如卫星导航(GNSS)、声纳导航,甚至是先进的电子海图系统进行融合,无疑是现代航海的趋势。我希望书中能够详细讲解,如何将这些不同的“信息源”整合在一起,形成一个无缝、精准、可靠的导航体系。比如,它是否会介绍如何利用卡尔曼滤波器等算法,将惯性导航的短时精度和GNSS的长期精度结合起来?书中是否会涉及如何处理不同传感器之间的误差累积和漂移问题?我想象着书中会充满各种图表和公式,展示不同技术之间的协同作用,最终构建出一个令人信服的船用导航解决方案。

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这本书的书名,给我一种沉浸式的体验感。我脑海中勾勒出的画面是,一位经验丰富的船长,或者一位严谨的船舶工程师,在宽敞的航海仪器室里,指着复杂的显示屏,向我娓娓道来。这本书不仅仅是技术手册,更像是一部关于海洋探索和科技进步的史诗。我特别好奇“调制型”在这里具体指的是什么。是针对惯性器件本身的某种优化,比如采用特殊的材料或者制造工艺来降低零偏和随机漂移?还是对惯性测量单元(IMU)输出的原始数据进行信号处理,比如滤波、去噪、校准,以提高其可用性?在广阔无垠的海洋上,信号的传播和传感器的稳定性都面临着巨大的挑战,而“调制”这个词,在我看来,就是应对这些挑战的智慧结晶。而“惯性导航”,本身就代表着一种独立于外部信号的自主导航能力,它像船的“内脏”,能够感知船体的每一个细微动作。我期待书中能够详细阐述惯性导航的原理,比如陀螺仪和加速度计的工作机制,以及如何通过积分运算来获得位置和速度信息。当然,惯性导航也存在着误差随时间累积的问题,这也是它需要与其他导航系统“联姻”的原因。因此,“组合导航技术”的出现,显得尤为关键。它就像为船只配备了多双眼睛,能够从不同的角度观察世界,从而做出更准确的判断。我希望书中能探讨不同组合方式的优劣,比如IMU与GNSS的融合,IMU与海道测量数据的结合,甚至可能涉及到声学传感器在水下的应用。我尤其关注书中是否会讲解如何处理不同导航系统之间的“语言不通”的问题,比如如何进行传感器的时间同步、坐标系转换,以及如何设计有效的融合算法来权衡不同系统的精度和可靠性。如果书中能够提供一些实际的仿真案例或者实船测试数据,那就更完美了,能够让我直观地感受到组合导航技术的强大力量。

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这本书的书名让我充满了好奇。我一直对“船用”这个前缀很感兴趣,想象着它会讲述一些如何在波涛汹涌的海面上,让导航系统保持精准的独特方法。惯性导航本身就是一门高深的学问,能够精确测量载体的位置、速度和姿态,尤其是在GPS信号可能被干扰或丢失的海洋环境中,它的重要性不言而喻。书中“调制型”这个词更是吸引了我,它暗示着对惯性导航信号进行某种优化或增强的处理,这很可能涉及到先进的信号处理技术,用来克服海洋环境的噪声、漂移等不利因素,从而提高导航的鲁棒性和精度。此外,“组合导航技术”则直接点出了这本书的核心价值所在。没有任何一种导航方式是完美的,将惯性导航与其他导航系统,比如卫星导航(GNSS)、声纳导航、海道测量数据等等进行融合,无疑是现代高精度导航的发展趋势。我期待书中能够深入探讨如何有效地融合这些异构数据,解决不同导航系统之间的误差累积、数据延迟、失效等问题,构建出更加可靠、连续、高精度的船用导航系统。例如,书中是否会介绍一些先进的滤波算法,如扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)或者粒子滤波(PF)在惯性导航与GNSS融合中的具体应用?它会不会涉及到一些关于传感器标定、时间同步、以及如何处理不同传感器数据在不同频率下的同步问题?我希望这本书能够不仅仅是理论的堆砌,而是能够提供一些实际的应用案例,比如在船舶自动驾驶、水下探测、远洋航行等场景下,是如何具体实现的。这对于我理解惯性导航的实际工程应用,以及组合导航的系统设计,都会有极大的帮助。我脑海中甚至浮现出书中可能包含的复杂公式推导,以及对不同导航体制优劣势的细致分析,希望作者能够循序渐进地讲解,让即使是初学者也能逐渐领悟其中的奥妙。

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