现代导航的演进--量子技术的兴起/高新科技译丛 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

吴德伟杨春燕... 编

图书标签:

• 导航技术
• 量子技术
• 现代导航
• 科技发展
• 高新科技
• 量子导航
• 导航系统
• 技术演进
• 未来技术
• 科技译丛

店铺： 火把图书专营店

出版社： 国防工业

ISBN：9787118115512

商品编码：29708331164

开本：16

出版时间：2018-02-01

基本信息

• 商品名称：现代导航的演进--量子技术的兴起/高新科技译丛
• 作者：(美)F.G.梅杰|译者:吴德伟//杨春燕//徐小杰//苗强//戚君宜
• 定价：128
• 出版社：国防工业
• ISBN号：9787118115512

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2018-02-01
• 印刷时间：2018-02-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：259
• 字数：385千字

内容提要

F.G.梅杰著的《现代导航的演进--量子技术的兴 起》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*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**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；*后推出了**导航卫 星系统——**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，*不用说高速 公路导航。**7章是太空导航的相关内容。**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，量子计算机用来*新 卫星星历。
    

目录

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
1.1 0太平洋鲑鱼
1.1 1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[3］
5.6 导航三角形的表格解[4］
5.7 月球距离法

《量子时代的引航者：超越时空的现代导航变革》 内容概要： 本书旨在深入探讨现代导航技术的发展脉络，特别是量子技术在其崛起过程中所扮演的关键角色及其对未来导航格局产生的深远影响。本书不涉及具体书名“现代导航的演进--量子技术的兴起/高新科技译丛”的内容，而是从更广阔的技术演化和社会需求视角，勾勒出一幅关于人类如何不断突破界限，实现精准、可靠、普惠导航的宏伟画卷。我们将一同追溯从古至今导航智慧的闪光点，剖析支撑现代导航体系的基石，并重点聚焦于前沿的量子技术如何为这一领域注入革命性的动力，开启一个前所未有的导航新纪元。 第一部分：导航的黎明与星辰 人类对“我在哪里”以及“如何到达目的地”的探索，贯穿了文明发展的始终。本书首先将带领读者回顾那些奠定导航基础的智慧结晶。从仰望星空、借星宿指引方向的古代航海家，到利用地磁罗盘、绘制海图的早期探险家，每一个里程碑都凝聚着人类对自然规律的深刻洞察和对未知世界的勇气。我们将审视这些古典导航方法的原理、局限以及它们如何激发后世的创新。 天体导航的千年之谜： 探讨古人如何通过对太阳、月亮、星辰的周期性运动的观察，构建出初步的定位和导航体系。从埃及的金字塔方位，到波利尼西亚人的海洋迁徙，再到希腊天文学家的星图绘制，这些早期的实践不仅是生存技能，更是人类早期科学精神的体现。 磁力罗盘的革命： 分析磁场如何成为人类掌握的第一个可控的导航工具，以及罗盘的发明如何极大地拓展了人类的活动范围，加速了地理大发现的进程。我们将了解不同类型罗盘的设计演变，以及它们在航海、陆路探索中的关键作用。 地理测绘与航海图谱： 介绍早期测绘技术的发展，包括经纬度概念的提出、地图投影方法的演进，以及这些成果如何为导航提供更精确的参照系。航海图谱不仅是地理信息的载体，更是人类认知世界、连接陆海的重要桥梁。 第二部分：现代导航的基石：卫星时代的辉煌 进入20世纪，特别是20世纪下半叶，卫星技术的飞速发展彻底改变了导航的面貌。本书将重点阐述以全球定位系统（GPS）为代表的卫星导航系统的出现，如何将导航从一种经验科学转变为一门精确的工程学科，并深刻地改变了我们的生产生活方式。 卫星导航系统的原理与构建： 详细解析卫星导航系统的工作原理，包括卫星星座的部署、信号的传播、接收机的计算过程。我们将了解多普勒效应、信号时间差等核心概念，以及如何通过 trilateration（三边测量）或 multilateration（多边测量）实现精确的地面定位。 GPS、GLONASS、Galileo、北斗：全球导航星座的演进： 介绍不同国家和地区开发的全球及区域卫星导航系统，分析它们的特点、优势以及相互协作的潜力。我们将探讨这些系统的发展历史，以及它们如何从军事应用走向民用，并成为全球基础设施的重要组成部分。 现代导航的应用场景： 深入剖析卫星导航技术在各个领域的广泛应用，包括航空、航海、陆路交通、军事、地理测量、灾害监测、精准农业、共享出行等。我们将通过具体案例，展示导航技术如何提升效率、保障安全、促进创新。 惯性导航与辅助导航： 除了卫星导航，本书还将介绍惯性导航系统（INS）及其与卫星导航的融合应用。惯性导航不依赖外部信号，通过测量加速度和角速度来推算位置和姿态，在GPS信号弱或丢失的环境下尤为重要。同时，也将探讨多种辅助导航技术，如无线电导航、视觉导航、激光雷达导航等，以及它们如何与主流导航体系协同工作，增强系统的鲁棒性和可靠性。 第三部分：量子跃迁：导航的未来图景 站在现代导航的坚实基础之上，本书将目光投向了孕育着颠覆性变革的量子技术。量子力学独特的规律为导航领域提供了前所未有的可能性，预示着一个更加精准、自主、普适的导航新时代的到来。 量子传感的精度革命： 原子钟的终极精确： 介绍基于原子跃迁原理的原子钟，特别是近年来在量子技术驱动下取得的突破。我们将了解原子钟如何成为目前最精确的时间测量工具，以及其在导航领域的重要性。极高精度的时钟同步是卫星导航系统实现精准定位的关键，量子原子钟将把这一精度推向新的极限，甚至可能实现无需卫星的自主导航。 量子引力传感器： 探讨量子技术如何实现对引力场的超高精度测量。引力场的细微变化与物体的位置和地形紧密相关。利用量子干涉仪等技术，可以构建出能够感知重力变化的传感器，从而在没有GPS信号的地下、深海或室内环境中实现高精度定位。这种技术有望彻底改变我们进行地下探测、矿产勘探以及在复杂城市环境中的导航方式。 量子陀螺仪与加速度计： 介绍基于量子效应的陀螺仪和加速度计。这些新型传感器能够以极高的灵敏度和稳定性测量角速度和线性加速度，克服了传统惯性传感器的漂移和精度限制。这不仅能大幅提升惯性导航系统的性能，使其在长时间、高精度自主导航方面表现出色，还能应用于无人机、机器人、自主车辆等对姿态控制和运动感知有极高要求的领域。 量子通信的安全保障： 量子密钥分发（QKD）： 探讨量子密钥分发技术在导航系统中的应用潜力。导航信息，特别是高精度的位置数据，一旦被截获或篡改，可能带来灾难性的后果。QKD利用量子力学原理，能够生成不可窃听的密钥，从而确保导航指令、位置数据以及系统通信的绝对安全性，为关键基础设施和军事应用提供坚实的安全屏障。 构建量子安全导航网络： 展望未来，量子通信可能构建起一个更加安全的全球导航网络。信息的传输和验证将采用量子加密手段，使得任何试图干扰或窃听的行为都将立即被发现，从而极大提升整个导航系统的可靠性和安全性。 量子计算的算法优化与模拟： 优化导航路径规划： 探讨量子计算在解决复杂优化问题方面的潜力，例如在多目标、多约束条件下进行最优路径规划，以及在海量数据中进行高效的位置信息检索。量子算法有望在短时间内解决传统计算机难以企及的复杂计算任务，极大地提升导航系统的智能化水平。 高精度环境模拟与预测： 量子计算机强大的模拟能力，可以用于高精度地模拟地球的引力场、磁场、大气环境等，从而为导航系统提供更精确的参照数据和更可靠的预测模型，进一步提高定位精度和导航的鲁棒性。 第四部分：融合与展望：开启导航新篇章 本书的最后一部分将聚焦于量子技术与现有导航体系的融合，以及由此带来的未来发展趋势。我们不仅会探讨技术层面的结合，还会分析这些变革可能对社会、经济和个人生活产生的深远影响。 多模态融合导航： 强调量子技术将与现有卫星导航、惯性导航、视觉导航等多种技术深度融合，形成更加强大、鲁棒、自主的多模态导航系统。这种融合将克服单一技术的局限，在任何环境下都能提供可靠的导航服务。 无处不在的精准定位： 畅想未来，精准导航将渗透到生活的方方面面。从自动驾驶汽车、智能机器人，到室内导航、个人健康监测，乃至空间探索，量子驱动的导航技术将实现“随时随地、精确无比”的定位能力。 对国家安全与经济发展的意义： 分析量子导航技术在提升国家战略安全、促进经济发展、推动新兴产业（如自动驾驶、智慧城市、深空探测）发展方面的关键作用。 伦理与挑战： 审视量子导航技术发展过程中可能面临的伦理问题、数据隐私挑战以及技术普及的公平性问题，并提出应对建议。 未来探索的疆域： 展望量子导航技术的更远大前景，包括地外导航、深海探测、微观世界定位等，以及人类探索未知领域的新篇章。 结语： 《量子时代的引航者：超越时空的现代导航变革》将带领读者穿越导航技术的时空隧道，从古代的星辰大海到今天的卫星网络，再到未来量子驱动的无限可能。这是一场关于人类智慧、技术革新和社会进步的史诗。通过对这一宏大主题的深入解读，我们不仅能理解导航技术如何塑造了我们的世界，更能预见它将如何引领我们走向更加光明、更加智能的未来。本书致力于以清晰的逻辑、详实的分析和富有启发性的视角，为所有对科技进步和人类探索充满好奇的读者，勾勒出一幅激动人心的导航新图景。

评分☆☆☆☆☆

这本关于导航技术变迁的书，实在让人拍案叫绝。作者没有止步于我们日常能接触到的那些卫星定位系统，而是将视野拉得极远，深入到那些最前沿、最晦涩难懂的物理学概念中去。读起来，感觉就像是坐上了一趟时间机器，从早期航海家们依靠星辰定位的摸索期，一步步跨越到如今依赖复杂算法和地面基站的精确导航。尤其让我印象深刻的是，书中对“误差”的讨论。它不是简单地罗列技术上的缺陷，而是用一种近乎哲学的笔触，探讨了人类对“绝对准确”的永恒追求与自然界固有限制之间的张力。那些关于信号延迟、大气层折射的分析，虽然专业性很强，但作者的叙述方式充满了画面感，仿佛能亲眼看到那些看不见的光线在空气中穿梭、弯曲。我个人对其中关于惯性导航系统（INS）的详述特别感兴趣，它揭示了在信号完全丢失的环境下，机器如何依靠自身的“记忆”和精密的传感器来维持方向。那种在“失联”状态下依然能保持清醒判断的能力，是技术上的一种胜利，也是对工程美学的致敬。全书的逻辑梳理极其严密，章节之间的过渡自然流畅，即使是像我这样背景并非电子工程出身的读者，也能跟上作者的思路，领略到这门学科从朴素到精妙的演化轨迹。这本书不仅仅是在介绍技术，更是在讲述人类如何与不确定性共存并试图征服它的故事。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验是相当“沉浸式”的。作者的文字功力深厚，既有严谨的学术风范，又不失文学作品的感染力。我特别喜欢其中穿插的那些小故事，它们像是技术发展史上的“花边新闻”，却极大地丰富了对主线内容的理解。比如，关于某个关键传感器发明背后的团队博弈、某个早期导航实验的惊险瞬间，这些细节让冰冷的技术变得有血有肉，充满了人性的挣扎与光辉。此外，该书在对比不同导航体制时的角度非常犀利。它没有简单地宣布哪种技术“更好”，而是深入剖析了每种技术在特定环境下的“代价”和“优势”。例如，高精度的光学导航在恶劣天气下的脆弱性，与基于无线电的系统在易受干扰性上的权衡，这种多维度的评估体系，极大地提高了读者的批判性思维。阅读它就像在玩一盘复杂的棋局，每一步策略的制定都需要充分考虑到环境的变化和对手（即自然限制）的反应。对于那些希望全面理解现代信息社会基础设施的构建者和爱好者来说，这本书提供了不可或缺的底层逻辑支撑。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的结构设计感到由衷赞叹。它没有采用简单的“时间线”叙事，而是巧妙地运用了“问题驱动”的模式。每一章都围绕着导航领域的一个核心挑战展开，然后系统性地回顾历史上的解决方案，并最终引向当前的尖端技术。这种结构使得读者在阅读过程中始终保持着解决问题的热情，而不是被动地吸收信息。其中对“定位的物理极限”的探讨，尤其发人深省。作者清晰地指出了，无论技术如何进步，我们总会撞上诸如光速限制、量子不确定性原理等无法逾越的自然法则。这种对技术边界的坦诚，反而让人更加敬畏科学本身的力量。书中对未来趋势的展望部分也处理得非常得体，它不是空洞的科幻预测，而是基于现有技术瓶颈和基础物理突破点的审慎推测。它让我们看到，下一代导航不再是简单地将卫星数量增加，而可能是在信息获取、处理和验证机制上发生根本性的范式转移。总而言之，这是一部既能让你脚踏实地了解现有技术体系的深度，又能让你仰望星空思考未来可能性的杰出著作。

评分☆☆☆☆☆

如果非要用一个词来形容阅读这本书的体验，我会选择“震撼”。它彻底颠覆了我对“导航”这个词的肤浅理解。在此之前，导航就是手机上的一个APP，是地图上的一个蓝点。然而，这本书像一把锋利的手术刀，剖开了这个蓝点背后的整个技术生态系统。最让我感到震撼的是作者对时间同步性的强调。书中深入浅出地解释了为什么在现代导航体系中，“时间”比“距离”更加稀缺和宝贵。那种对微小时间差的近乎偏执的追求，以及为了校准时间所投入的巨大资源和智慧结晶，让人不禁对背后的科学家和工程师产生深深的敬意。我尤其喜欢书中对不同导航范式之间“继承与反叛”关系的梳理。它清晰地展示了，新的技术并非凭空出现，而是建立在对旧有局限性的深刻洞察之上的。例如，当GNSS（全球导航卫星系统）面临信号干扰或被恶意欺骗的风险时，那些看似老旧的辅助导航方法是如何重新焕发出生机，成为不可或缺的“备用方案”。这种跨时代的对话，使得全书的格局瞬间打开，不再局限于某一单一技术，而是上升到了一个关于信息可靠性与系统韧性的宏观探讨层面。阅读过程非常充实，每次合上书本都会有种知识被重新校准的感觉。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常老道，像一部层层递进的史诗。作者显然是下了大功夫去挖掘那些被主流叙事所忽略的“幕后英雄”——那些为提升导航精度立下汗马功劳的数学模型和物理定律。我特别欣赏作者在介绍复杂数学工具时的处理方式。他没有简单地堆砌公式，而是通过一系列生动的案例来“具象化”这些抽象的概念。比如，在解释卡尔曼滤波（Kalman Filter）时，书中描绘了一个动态追踪目标运动轨迹的场景，每一次观测进来，滤波器如何如同一个睿智的侦探，不断修正自己的判断，最终得出最接近真相的结论。这种讲解方式极大地降低了理解门槛，让原本枯燥的迭代算法变得鲜活有趣起来。此外，书中对“自主性”的探讨也极具前瞻性。它不仅仅关注设备如何知道自己在哪里，更关注设备如何在没有外部参照物的情况下，自主地建立和维护自己的空间认知。这种从“被动接收信息”到“主动构建世界”的转变，预示着未来导航技术将如何深刻影响自动驾驶、深空探测乃至个人增强现实体验。这本书的价值在于，它不仅描绘了现状，更在为你打开通往未来的那扇门。