RTDK 海洋导航与定位技术 9787307194762 武汉大学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

赵建虎，张红梅，吴永亭 著

图书标签:

• 海洋导航
• 海洋定位
• 导航技术
• 定位技术
• RTDK
• 武汉大学出版社
• 船舶导航
• 海图
• 电子海图
• 海洋工程

店铺： 晓月草堂图书专营店

出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307194762

商品编码：29601742966

包装：平装-胶订

出版时间：2017-10-01

基本信息

书名：海洋导航与定位技术

定价：40.00元

作者：赵建虎,张红梅,吴永亭,

出版社：武汉大学出版社

出版日期：2017-10-01

ISBN：9787307194762

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书首先简要地阐述海洋导航与定位的定义以及发展历史和现状；然后介绍地球形状及导航要素、导航坐标系及其相互转换、地图投影、地球上的时间和日期、运动载体的状态参数和导航常用的参数量纲等导航定位基础知识；再介绍导航定位的基本原理、导航定位技术及其特点、导航定位精度以及航迹规划；为实现导航状态参数的*估计，本书还介绍线性系统及各种估计和滤波方法。重点介绍了适用于海洋导航与定位的惯性导航、卫星导航与定位、水下声学导航与定位、水下重力/磁力/地形/地貌匹配导航与定位，以及几种比较经典的组合导航系统的组成、工作原理及数据处理理论和方法，对部分导航与定位技术还附加了应用实例。

目录

---

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

RTDK 海洋导航与定位技术 9787307194762 武汉大学出版社 前言 海洋，作为地球上最广阔的疆域，孕育着无限的可能与挑战。从古至今，人类从未停止对海洋的探索与利用。然而，在这片神秘而变幻莫测的蓝色星球上，精确的导航与定位能力，始终是展开一切海洋活动的基础与关键。无论是宏伟的远洋航行，还是精密的科学考察，亦或是日渐重要的海洋资源开发与安全保障，都离不开对船舶、平台乃至水下设备的精准定位。 长期以来，人类依靠星象、地标、经验以及各种辅助手段进行航行，但这些方法的精度和可靠性在复杂的海况、恶劣的天气以及日益增长的作业需求面前，显得捉襟见肘。随着科技的飞速发展，一系列革命性的导航与定位技术应运而生，极大地拓展了人类认识和利用海洋的能力。其中，GNSS（全球导航卫星系统）技术的成熟应用，更是将海洋导航推向了一个全新的时代。 然而，海洋环境的独特性，如信号的衰减、多径效应、电离层延迟等，以及海洋作业本身的复杂性，使得单一的GNSS系统往往难以满足所有场景下的高精度、高可靠性定位需求。这就催生了对多源融合、自主导航以及更为精细化定位技术的研究与发展。RTDK（Real-Time Differential Kinematic）技术，作为一种高精度实时动态差分定位技术，其在海洋导航与定位领域的应用，正是对这些需求的有力回应。 本书旨在深入探讨RTDK技术在海洋导航与定位中的原理、方法、关键技术及其应用。我们希望通过对RTDK技术及其相关技术的梳理与阐述，为从事海洋科学、船舶工程、测绘工程、遥感科学、海洋资源开发、海上搜救等领域的科研人员、工程技术人员以及相关专业的学生，提供一本全面、系统、具有实践指导意义的参考书籍。 第一章 海洋导航与定位概述 本章将首先回顾海洋导航与定位的历史沿革，从古代的浑天仪、六分仪，到近代的罗盘、秒表，再到现代的无线电导航、惯性导航，以及当今的主流GNSS技术，勾勒出海洋导航技术发展的脉络。在此基础上，我们将重点介绍当前海洋导航与定位面临的主要挑战，包括但不限于： 海洋环境的复杂性： 海面起伏、海流、海冰、海洋生物对传感器信号的影响，以及恶劣天气（如台风、暴雨）对可见度、通信和传感器工作的干扰。 定位精度的需求多样化： 从远洋航行的低精度需求，到科学考察、水下作业、动态监测等场景下的高精度、超高精度需求，对定位系统的性能提出了不同等级的要求。 可靠性与连续性： 在长期、连续的海洋作业中，导航与定位系统必须具备高度的可靠性，能够抵抗信号丢失、设备故障等情况，确保作业的安全性。 水下导航的特殊性： 与水面导航不同，水下环境缺乏GNSS信号，信号传播损耗大，对声学、光学、视觉等传感器依赖性强，提出了独特的导航挑战。 多源信息融合的需求： 单一技术的局限性促使研究者们探索如何融合不同传感器的信息，以提高整体导航定位系统的精度、可靠性和鲁棒性。 在阐述了海洋导航与定位的基本概念、发展历程和核心挑战后，本章将初步引入RTDK技术的核心价值，即其能够在动态环境下提供高精度实时定位的能力，并概述RTDK技术在解决上述部分海洋导航挑战中的潜在优势。 第二章 RTDK技术基本原理 本章将详细解析RTDK技术的核心原理。RTDK技术是一种利用地面基准站接收到的GNSS原始观测数据，经过差分处理后，实时发送给移动接收端，移动接收端再利用这些差分改正信息来解算自身的高精度三维位置。其关键在于“实时”与“差分”。 GNSS基础： 回顾GNSS（包括GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou等）的基本工作原理，包括卫星星座、信号结构、伪距测量、载波相位测量等。强调载波相位观测量的精密性，这是实现RTDK高精度的基础。 差分原理： 深入阐述差分GNSS（DGNSS）的基本思想。由于地面基准站和移动接收端之间的距离相对较近，两者受到的卫星轨道误差、时钟误差、大气延迟误差等误差源的影响非常相似。通过基准站计算出这些误差，并将其以差分改正值的形式发送给移动接收端，移动接收端利用这些改正值来消除或大幅度减小自身观测值中的误差，从而获得高精度位置。 RTDK（RTK）的关键要素： 基准站（Base Station）： 详细介绍基准站的作用，包括其固定位置的精度要求，接收卫星信号，计算差分改正数。 移动站（Rover）： 介绍移动站的作用，即需要被定位的设备，接收卫星信号，并接收来自基准站的差分改正信息。 数据链（Data Link）： 讨论用于基准站与移动站之间实时传输差分改正信息的通信方式，如无线电、GPRS/3G/4G/5G网络、卫星通信等，以及数据传输的速率、可靠性和覆盖范围要求。 载波相位观测量的利用： 强调RTDK技术主要利用GNSS的载波相位观测值。载波相位观测值对卫星信号的到达时间测量精度极高，但存在整周模糊度（Integer Ambiguity）需要解。 整周模糊度固定： 这是RTDK技术实现高精度定位的核心难点与关键。本节将详细介绍： 整周模糊度概念： 解释载波相位观测值相对于伪距观测值多了“整周数”未知量，这个未知数必须被准确确定，才能获得厘米级或毫米级的定位精度。 差分处理中的整周模糊度： 在差分模式下，大部分误差被消除，为整周模糊度固定创造了有利条件。 常用整周模糊度搜索与固定技术： 介绍LGO、LAMBDA等经典的整周模糊度搜索与固定算法，包括其数学原理、计算流程和性能特点。 固定整周模糊度的影响因素： 讨论基准站和移动站之间的距离（基线长度）、卫星可见数量、观测时间、GNSS信号质量等因素对整周模糊度固定的影响。 第三章 RTDK在海洋环境下的应用挑战与解决方案 虽然RTDK技术原理强大，但在复杂的海洋环境中应用时，会遇到许多特有的挑战。本章将深入分析这些挑战，并介绍相应的解决方案。 海洋环境对GNSS信号的影响： 信号遮挡： 船体、高大结构、集装箱等可能造成信号遮挡，导致卫星可见数量减少，甚至信号中断。 多径效应： 海面反射的GNSS信号会与直射信号叠加，引入误差，尤其是在开阔海域，海面反射影响更为显著。 电离层与对流层延迟： 海洋上空的环境可能导致GNSS信号传播路径上的延迟变化，尤其是在高纬度地区或活动性强的电离层区域。 海事通信干扰： 船载通信设备可能产生电磁干扰，影响GNSS接收机的性能。 海洋环境下RTDK应用的解决方案： 多星座融合： 接收并处理来自多个GNSS系统（GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou）的信号，增加可见卫星数量，提高几何因子（DOP），增强系统的鲁棒性。 先进的天线设计： 采用多路径抑制能力强、抗干扰能力好的GNSS天线。 优化数据处理算法： 针对海洋环境下的多径效应和信号遮挡，开发更鲁棒的差分算法和整周模糊度搜索算法。例如，引入基于模型的多径误差建模与补偿，或者使用更长的观测时间来提高整周模糊度固定的成功率。 RTK网络： 发展区域或广域的RTK服务网络（如CORS网络），提供更广阔的覆盖范围和更高的可用性。移动站可以连接到最近的基准站，或者通过虚拟参考站（VRS）技术获得差分改正服务。 与其他导航技术的融合： 惯性导航系统（INS）融合： 将RTDK与INS相结合，形成GNSS/INS组合导航系统。在GNSS信号暂时丢失（如进入遮挡区域）时，INS可以依靠其自主测量能力提供短时间的连续导航，待GNSS信号恢复后，再由RTDK进行高精度更新，实现导航的无缝衔接，显著提高系统的可靠性和可用性。 声学定位与RTDK融合： 对于水下作业，RTDK在水面提供精确的参考位置，而水下声学定位系统（如USBL, LBL）则负责水下设备的精确定位。通过将水面RTDK的定位结果作为声学定位系统的参考，可以大大提高水下定位的精度和效率。 视觉导航与RTDK融合： 在特定场景下，如港口码头、海洋平台附近，可以利用视觉传感器（如摄像头）进行特征匹配与追踪，并与RTDK数据融合，实现更精细的近距离定位与姿态估计。 第四章 RTDK在海洋导航与定位中的具体应用 本章将聚焦RTDK技术在海洋导航与定位领域的实际应用案例，展示其强大的实用价值。 船舶航行定位与动态监测： 高精度航线保持： 对于大型船舶、集装箱船等，在进出港、狭窄航道、锚地等区域，RTDK可以提供厘米级的定位精度，确保船舶精确沿着预定航线航行，避免碰撞。 船舶动态监测与管理： 在港口调度、船队管理、海上交通管制等场景下，RTDK能够实时、高精度地跟踪船舶位置，提高管理效率和安全性。 渔船捕捞辅助： 精确记录捕捞区域，帮助渔民精确返回生产区域，提高作业效率。 海洋工程与施工： 海洋平台定位与监测： 在海上油气平台、风力发电机组安装、海底管道铺设等大型工程中，RTDK是实现高精度船舶导引、平台就位、管线对接的关键技术。 海底地形测绘与管线探测： 配合测深仪、侧扫声纳等设备，RTDK能够为拖网式测绘和无人船（AUV/ROV）自主作业提供精确的地理参考，实现高精度海底地形和管线数据的采集。 海洋地质勘探： 在地震勘探、钻探取样等作业中，RTDK确保勘探设备的精确布设和采样位置的准确记录。 海洋科学研究： 海洋生物监测： 精确跟踪浮标、传感器、海洋生物标签等设备的实时位置，用于海洋生态学、气候变化研究。 海洋地质地貌研究： 为无人水面艇（USV）和无人潜航器（AUV）提供高精度导航，用于海山、海沟、海底火山等地貌的详细测绘。 海洋环境监测： 精确布设和回收海洋观测设备，如潮汐站、水文传感器等，并精确记录其工作位置。 水下导航与定位（与RTDK的协同作用）： 水面母船与水下航行器的协同： RTDK为水面母船提供精确的定位，母船通过USBL等系统与水下航行器进行通信和定位。RTDK的精确位置是计算水下航行器相对位置的重要参考。 水下作业平台的精确定位： 例如，水下机器人（ROV）在进行海底电缆维修、管线检查时，RTDK可为水面支持船提供参考，间接协助水下机器人的精确定位与作业。 海上搜救与安全： 失事船只与人员定位： 在紧急情况下，RTDK能够提供失事船只或人员的精确位置信息，为搜救行动提供关键支持。 海上安全监测： 实时监控过往船舶，防止非法越界、危险品运输等。 第五章 RTDK技术发展趋势与展望 本章将探讨RTDK技术未来的发展方向，以及其在不断演进的海洋科技领域中的角色。 更高精度与更广覆盖： 多频多模GNSS接收机： 进一步提升对更多GNSS信号频段的支持，提高抗干扰能力和定位精度。 PPP-RTK（Precise Point Positioning with Real-Time Kinematic）： 结合PPP（精密单点定位）的高精度能力与RTK的实时性，通过区域化服务网络提供厘米级至毫米级的定位服务，有望减少对传统基准站网络的依赖。 北斗三号（BDS-3）等新一代GNSS的融合： 充分利用BDS-3提供的星基增强服务（SBAS）和精密单点定位产品（PPP-B2b），以及其全球服务能力，进一步提升RTDK系统的性能。 自主与智能： 智能化整周模糊度解算： 利用人工智能和机器学习技术，提高整周模糊度解算的鲁棒性和实时性，尤其是在复杂环境下。 自适应滤波与融合算法： 开发能够根据海洋环境变化和传感器状态自动调整参数的导航滤波与融合算法。 无人化海洋平台导航： RTDK将是实现无人船、无人机、无人潜航器等自主海洋平台高精度导航的关键技术之一。 与其他新兴技术的结合： 低成本高精度传感器： 随着MEMS惯性传感器的发展，其成本降低与性能提升，为实现低成本、高可靠性的GNSS/INS组合导航提供了可能，进一步降低RTDK系统的应用门槛。 5G/6G通信技术： 新一代通信技术能够提供更高带宽、更低延迟的数据传输，为RTK差分信息的实时传输提供更好的保障，并可能催生新的差分服务模式。 区块链技术在海洋数据管理中的应用： 考虑将RTDK的定位数据与其他海洋观测数据结合，利用区块链技术确保数据的可信度与安全性。 海洋空间信息服务： RTDK技术将作为基础支撑，为各种海洋空间信息服务（如高精度海图更新、海洋环境实时信息发布、海上安全保障等）提供精确的地理位置信息。 结论 RTDK技术以其在实时动态环境下提供高精度定位的卓越能力，已成为现代海洋导航与定位领域不可或缺的重要技术。尽管面临海洋环境带来的诸多挑战，但通过持续的技术创新与多源融合，RTDK技术正不断克服困难，展现出强大的生命力与广阔的应用前景。本书的编写，正是希望能够系统地梳理RTDK技术的核心知识，分析其在海洋领域的应用价值与挑战，并展望其未来发展趋势，为推动我国海洋事业的发展贡献一份力量。 致谢 （此处可根据实际情况填写致谢内容，例如感谢相关单位、项目支持、合作者等。） 参考文献 （此处可根据实际情况填写相关的参考文献列表。）

评分☆☆☆☆☆

初读这本书时，我有一个非常直观的感受：它仿佛是一位经验丰富的海洋测绘专家，手把手地带着你进行一次全方位的技术考察。这本书的叙述语调非常沉稳，带着一种久经沙场的专业人士特有的淡定与自信。它并没有一味地鼓吹最新技术的“光环”，而是非常客观地分析了不同导航体制在实际海洋作业场景中面临的制约因素，比如海况变化、电磁干扰、以及高动态下的误差累积问题。这种对“工程实际”的深刻洞察，是许多纯理论书籍所欠缺的。阅读过程中，我经常需要停下来，对照着书中的图示，思考它所描述的场景在真实海域中可能出现的各种突发状况。可以说，这本书培养的不仅仅是知识，更是一种解决复杂海洋定位难题的思维框架和审慎态度，这对于提升实际操作能力有着不可估量的价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对技术细节有极高要求的读者，尤其是在涉及精密测量和实时控制的领域。拿到《RTDK 海洋导航与定位技术》后，我立刻被它在图表和公式推导上的细致程度所折服。很多复杂的数学模型，如果处理不当，很容易让人望而却步，但这本书的编排方式巧妙地平衡了理论的深度与可读性。它不仅仅是告诉你“是什么”，更详细地解释了“为什么会是这样”。例如，在介绍相对定位与绝对定位的衔接策略时，书中的流程图和对比分析清晰地勾勒出了不同模式切换的逻辑链条。这对于我目前正在进行的一个水下机器人自主导航项目来说，提供了非常直接的指导意义。我甚至发现书后附带的参考资料目录都非常丰富和权威，这表明作者在编写过程中进行了广泛而深入的文献调研，确保了内容的最新性和可靠性。这本书绝对是技术人员案头必备的“定海神针”。

评分☆☆☆☆☆

说实话，最近这段时间我一直在寻找一本能真正深入讲解海洋定位系统前沿进展的专业书籍，市面上的很多资料要么过于基础，要么就是零散的论文堆砌。《RTDK 海洋导航与定位技术》这本书，从我翻开它的第一页开始，就给我一种“找对宝了”的感觉。它的行文风格非常严谨，用词精准，绝不是那种浮于表面的科普读物。书中对水声定位、惯性导航等关键技术的剖析，达到了教科书级别的深度。我尤其欣赏它在处理不同传感器的融合算法时所采取的系统性方法，这对于理解现代海洋工程中的复杂系统至关重要。比如，在讨论水下环境对信号传输的影响时，作者没有回避那些棘手的物理限制，而是坦诚地提出了当前主流技术的局限性，并展望了可能的突破方向。这种求真务实的态度，让整本书的论述更具说服力和前瞻性，对于工程技术人员来说，无疑是一份极具参考价值的工具书。

评分☆☆☆☆☆

说实在的，市面上很多关于高新技术领域的书籍，读起来总感觉像是在快速浏览一个不断更新的网页，信息量大但沉淀感不足。然而，《RTDK 海洋导航与定位技术》这本书却有着令人惊喜的“厚重感”。它的文字密度适中，但每一段话似乎都承载着经过提炼的精粹知识点。我特别欣赏它在处理历史回顾与未来展望之间的过渡。作者不仅回顾了经典方法学的诞生背景和发展轨迹，更将目光投向了未来十年海洋观测技术可能的发展方向，例如无人水下航行器集群协同导航等热点话题。这种兼顾历史深度与未来视野的写作格局，使得阅读体验非常流畅且富有启发性。它不是一本读完就束之高阁的书，更像是一本需要经常翻阅、在实践中不断印证和理解的案头宝典，每次重读都会有新的领悟，绝对是海洋技术爱好者和专业人士不可多得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本《RTDK 海洋导航与定位技术》真是让人眼前一亮，光是书名就充满了探索的诱惑力。我一直对海洋科学和前沿技术抱有浓厚的兴趣，这本书的出现简直是为我打开了一扇通往深海未知领域的大门。从排版上看，这本书的装帧设计非常专业，纸张的质感也相当不错，让人在阅读时有一种沉浸式的体验。更重要的是，作者在内容组织上展现了深厚的学术功底和清晰的逻辑思维。读完前几章，我就能感受到作者在系统梳理海洋导航技术发展脉络上的用心良苦，那些复杂的理论知识被巧妙地融入到生动的案例分析中，使得即便是初涉该领域的读者也能快速掌握核心概念。特别是关于高精度定位系统的那部分阐述，详尽而深入，让我对GNSS在海洋环境下的挑战与应对有了更直观的认识。这本书的价值不仅仅在于知识的传授，更在于它激发了我对未来海洋探索事业的无限遐想，迫不及待想深入研读后续章节，期待从中汲取更多创新的灵感。