BF-无人机系统纯方位定位技术及应用-黄亮 国防工业出版社 9787118097412 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄亮 著

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• 无人机
• 方位定位
• 导航技术
• 惯性导航
• GNSS
• 信号处理
• 国防工业
• 飞行控制
• 定位算法
• 黄亮

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118097412

商品编码：29807260680

包装：平装

出版时间：2015-01-01

图书基本信息
图书名称	无人机系统纯方位定位技术及应用	作者	黄亮
定价	38.00元	出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118097412	出版日期	2015-01-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

《无人机系统纯方位定位技术及应用》立足于无人机未来战争中纯方位定位的典型应用需求，全面、系统地介绍基于无人机系统的纯方位定位的技术理论基础及实现原理，并重点讨论了定位系统误差的影响因素和修正方法。全书共分7章，以作者多年来在目标运动分析以及无人机系统领域的教学工作、科研成果为基础，全面讨论了纯方位定位涉及的可观测性分析、数据配准、定位方法及定位模型等基础问题，系统分析了影响无源定位精度的主要因素，并从多个角度，运用多种方法对定位误差修正进行了探讨。 　　本书可作为高等院校相关专业的教学用书和学习参考书，也适合于相关领域的科研工作者和工程技术人员阅读。

作者简介

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目录

章 绪论 1.1 无人机系统介绍 1.1.1 无人机特点 1.1.2 无人机的任务 1.1.3 无人机在局部战争中的使用 1.1.4 无人机受到器重的主要原因 1.1.5 无人机系统组成 1.2 纯方位定位技术发展及应用 1.2.1 纯方位定位技术分类及特点 1.2.2 国內外研究现状 1.2.3 无人机系统纯方位定位应用 1.3 本书组织结构 第2章 纯方位目标定位技术基础 2.1 坐标系变换 2.1.1 常用坐标系 2.1.2 坐标变换分析 2.2 时间配准 2.2.1 邻域时刻匹配 2.2.2 差值平滑匹配 2.3 目标可观测性分析 2.3.1 可观测性判别准則 2.3.2 N次多项式运动目标可观测性研究 2.3.3 Grammian矩阵正定性判定系统可观测性 2.3.4 几何法分析可观测性 2.3.5 无人机航路设计原则 2.4 常用滤波方法 2.4.1 小二乘估计 2.4.2 扩展卡尔曼滤波 2.4.3 粒子滤波 2.5 定位误差度量 2.5.1 三维正态分布 2.5.2 等概率密度椭球 2.5.3 落入误差球的概率 2.5.4 球概率误差及圆概率误差 第3章 单机纯方位定位方法 3.1 三角几何定位 3.2 测向交叉定位 3.2.1 模型推导 3.2.2 仿真分析 3.3 小二乘无源定位 3.3.1 模型推导 3.3.2 仿真分析 第4章 测量数据噪声及数据预处理 4.1 各类噪声及其分类 4.2 基于小波理论的数据预处理方法 4.2.1 抖动噪声与震动噪声消噪 4.2.2 测量漂移噪声消噪 第5章 机动目标跟踪方法 5.1 机动目标模型 5.1.1 白噪声加速度模型 5.1.2 维纳过程加速度模型 5.1.3 通用多项式模型 5.1.4 半格加速度模型——零均值-阶马尔可夫模型 5.1.5 均值自适应加速度模型 5.1.6 二阶马尔可夫加速度模型 5.1.7 对于协同转弯的马尔可夫加速度模型 5.1.8 非对称分布式垂直加速度模型 5.1.9 半马尔可夫跳变过程模型 5.1.10 一阶马尔可夫加加速度模型 5.1.11 非零均值加加速度模型 5.2 多模型算法 5.3 仿真算例 第6章 定位误差影响因素分析 6.1 GPS测量误差 6.2 无人机姿态测量误差 6.3 载荷角度测量误差 6.3.1 载荷自身的系统误差 6.3.2 载荷安装对准误差 6.3.3 载荷安装对准误差模型 6.4 仿真分析 6.4.1 GPS测量误差对定位精度的影响 6.4.2 无人机姿态误差对定位精度的影响 6.4.3 光电载荷角度测量误差对定位精度的影响 第7章 定位系统误差修正方法 7.1 小二乘载荷安装对准小误差快速修正 7.1.1 小二乘修正模型 7.1.2 快速修正算法实现流程 7.1.3 仿真分析 7.2 蚁群算法在系统误差动态标校中的应用 7.2.1 基本蚁群算法的数学模型 7.2.2 收敛性分析 7.2.3 蚁群算法的参数选择 7.2.4 仿真分析 7.3 基于混沌自适应粒子群算法的系统误差动态标校 7.3.1 基本粒子群算法的数学模型 7.3.2 收敛性分析 7.3.3 混沌自适应粒子群算法及其参数优化 7.3.4 仿真分析 7.4 大误差条件下的安装误差标校 7.4.1 实际噪声对安装误差标校的影响 7.4.2 模糊评价法则与偏差统计法 7.4.3 仿真分析 7.5 拟线性化载荷安装对准误差在线补偿方法 7.5.1 安装对准误差的拟线性化规律分析 7.5.2 实现步骤 7.5.3 仿真分析 参考文献

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文摘

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序言

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《无人机系统技术前沿与实践：从基础理论到行业应用》 内容简介 本书系统梳理了当前无人机系统（UAS）领域的基础理论、核心技术及其在多个关键行业的实际应用。全书结构严谨，内容兼具理论深度与工程实践价值，旨在为无人机研发人员、技术工程师、行业管理者以及相关专业学生提供一本全面的参考手册和学习指南。 第一部分：无人机系统基础理论与结构 本部分深入剖析了无人机系统的基本构成要素，从空气动力学原理到飞行控制理论，为理解后续复杂技术奠定了坚实的理论基础。 第一章：无人机空气动力学基础 详细阐述了固定翼和多旋翼无人机在不同飞行状态下的空气动力学特性。重点探讨了旋翼桨叶的气动设计原理、失速特性、悬停效率优化。内容覆盖了翼型选择、机翼/机身耦合气动效应分析，并引入了计算流体力学（CFD）在无人机设计中的初步应用方法，包括网格划分和边界条件设置的基础概念。 第二章：飞行器结构与材料科学 聚焦于无人机结构轻量化和高强度的关键技术。材料部分对比分析了碳纤维复合材料、高性能工程塑料在无人机结构件中的应用优势与局限性。结构设计方面，探讨了桁架结构、单壳结构的设计准则，以及振动分析和疲劳寿命预测的基本方法。对电磁兼容性（EMC）在结构布局中的影响进行了初步讨论。 第三章：飞行动力学与稳定性 深入解析了无人机的六自由度运动模型建立过程，包括刚体动力学方程的推导。重点讲解了无人机在不同速度范围内的稳定性和可控性分析，包括静态稳定性、动态稳定性指标的计算。针对复杂气流环境下的扰动抑制，介绍了经典控制理论（如PID控制）在线性化模型中的应用。 第二部分：核心控制与导航技术 本部分是全书的技术核心，详细介绍了保障无人机自主飞行能力的关键技术链条。 第四章：先进飞行控制系统设计 超越传统的PID控制，本章深入探讨了现代鲁棒控制和最优控制理论在无人机姿态和轨迹跟踪中的应用。内容包括LQR（线性二次调节器）设计、$mathcal{H}_infty$ 控制器的基本原理及其在应对传感器噪声和执行器不确定性时的性能优势。还介绍了滑模变结构控制（SMC）在非线性系统中的应用潜力。 第五章：高精度导航、定位与态势感知 详细介绍了无人机导航系统的组成与误差来源。重点阐述了惯性测量单元（IMU）的数据融合技术，包括卡尔曼滤波（KF）和扩展卡尔曼滤波（EKF）在高频导航信息融合中的实现细节。对比分析了卫星导航系统（GNSS）的抗干扰增强技术，以及视觉里程计（Visual Odometry, VO）和同步定位与地图构建（SLAM）技术在GNSS失效环境下的应用策略。 第六章：任务规划与智能决策 本章关注无人机群（Swarm）和单机任务的智能化执行。讲解了基于图搜索的全局路径规划算法（如A，RRT），以及避障和动态障碍物跟踪的局部规划策略。在智能决策方面，介绍了基于有限状态机（FSM）的任务切换逻辑，以及初步的强化学习在自主决策场景下的应用探索。 第三部分：通信、载荷与地面站集成 本部分侧重于无人机系统的运行保障、信息链路和有效载荷的集成应用。 第七章：无人机数据链与通信安全 全面分析了无人机遥测、遥控（C2）链路的常用通信协议和频段选择。重点讨论了跳频、扩频等抗干扰技术，以及数据加密和身份认证在保障通信链路安全中的作用。此外，还讨论了远距离数据传输中的信道衰落模型和链路预算计算方法。 第八章：传感器与任务载荷集成 详尽介绍了当前主流的无人机载荷类型，包括高分辨率可见光相机、红外热成像仪、激光雷达（LiDAR）及其在数据预处理中的关键技术。本章强调了载荷安装的稳定性和振动隔离设计，以及如何通过精确的载荷标定确保采集数据的地理空间准确性。 第九章：地面控制站（GCS）与人机交互 探讨了高效、可靠的地面控制站设计原则。内容涵盖了任务态势的实时可视化、飞行日志分析工具、以及人机交互界面（HMI）的设计规范，以优化操作员的工作负荷和决策效率。同时，介绍了地面站软件架构中任务管理模块的实现逻辑。 第四部分：行业应用与未来趋势 本部分将理论与实践相结合，展示了无人机系统在特定行业的成熟解决方案和未来发展方向。 第十章：巡检、测绘与应急响应 详细分析了无人机在电力、石油天然气管道巡检中的自动化流程，包括航线自动生成和缺陷识别的初步流程。在三维测绘领域，介绍了无人机倾斜摄影测量的工作原理和数据后处理流程，以及DSM/DOM的生成精度评估标准。在应急响应中，探讨了快速部署通信中继和搜索救援的应用案例。 第十一章：智能农业与环境监测 重点介绍了精准农业中无人机的应用，包括多光谱/高光谱成像技术在作物健康评估中的应用，以及变量施药的作业控制系统。在环境监测方面，分析了空气质量采样无人机和水域环境监测系统的设计挑战与技术方案。 第十二章：未来发展与系统集成挑战 展望了无人机系统在低空空域管理（UTM）、城市空中交通（UAM）中的技术瓶颈和监管要求。探讨了量子计算对未来加密通信的影响，以及人工智能在更深层次的自主决策和集群协同中的潜在突破，为读者指明了下一代无人机技术的研究方向。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技颇感兴趣的普通读者，《BF-无人机系统纯方位定位技术及应用》这本书无疑是一次令人兴奋的知识探索之旅。在阅读这本书之前，我对无人机定位的认识大多停留在GPS依赖的层面，但这本书彻底改变了我的看法。黄亮教授以其深厚的学术功底，为我们揭示了“纯方位定位”这一独特而强大的技术。书中对纯方位定位的定义、原理以及实现路径进行了详尽的阐述，这是一种通过测量相对方位来确定自身位置和姿态的技术，其在GNSS信号受限或丢失的环境下显得尤为重要。我尤其欣赏书中对于不同方位测量技术的介绍，比如如何利用视觉传感器、激光雷达等获取目标方位信息，以及如何将这些信息有效地融合起来。书中详细的数学推导和算法分析，虽然需要一定的耐心去理解，但一旦掌握，就能深刻体会到其精妙之处。更让我感到惊喜的是，书中还结合了大量的实际应用案例，从侦察监视到精确制导，再到环境监测，充分展示了纯方位定位技术在各个领域的广阔应用前景。这本书不仅为我打开了新的视野，也让我对无人机技术的未来发展充满了无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

这本《BF-无人机系统纯方位定位技术及应用》真是一本让我眼前一亮的书！作为一名对无人机技术充满好奇的爱好者，我一直对精确的定位技术感到非常着迷。这本书的标题就直接点出了核心，纯方位定位，这听起来就非常有技术含量，而且“纯方位”这个词语本身就带有一种挑战性，让人好奇它如何克服传统定位方式的限制，又如何实现精准。翻开书页，里面的内容简直是为我量身打造的。作者黄亮在理论讲解上非常到位，从最基础的原理出发，层层递进，将复杂的数学模型和算法用清晰易懂的方式呈现出来。我尤其喜欢他对于不同方位测量原理的深入剖析，这让我对GNSS（全球导航卫星系统）之外的定位方法有了更深刻的认识。书中不仅仅是纸上谈兵，还穿插了大量的实际应用案例，让我看到了这些技术在现实世界中的巨大潜力。尤其是在无人机巡检、测绘、甚至是搜救等领域的应用，让我对无人机的未来发展充满了期待。这本书的排版和插图也很棒，大量的图表和示意图帮助我更好地理解概念，也让阅读过程更加轻松愉悦。总而言之，这本书不仅适合专业的无人机工程师，也绝对是任何对无人机定位技术感兴趣的读者不容错过的佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本书《BF-无人机系统纯方位定位技术及应用》的书名就足够吸引眼球，因为它触及了无人机技术中一个非常核心且具有挑战性的领域——定位。我一直对无人机如何在没有GPS信号的情况下依然能够精准导航感到好奇，而这本书就为我揭开了这层面纱。黄亮教授在书中深入浅出地讲解了纯方位定位的原理，这是一种不依赖于绝对坐标系，而是通过测量目标相对于自身的方位角和距离信息来实现定位的技术。我特别喜欢书中对各种测量模型和滤波方法的详细介绍，比如如何利用欧拉角、四元数等描述无人机的姿态，以及如何运用粒子滤波、扩展卡尔曼滤波等算法来融合多源方位信息。这些理论讲解不仅严谨，而且配以清晰的图示，让复杂的概念变得易于理解。更让我欣喜的是，书中还深入探讨了这些技术在实际无人机系统中的应用，例如在复杂地形下的自主飞行、协同作业以及应急救援等场景。这些应用案例让我看到了纯方位定位技术的巨大潜力和广阔前景，也让我对无人机技术的发展有了更深的认识。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书《BF-无人机系统纯方位定位技术及应用》的深度和广度都让我印象深刻。它不仅仅停留在理论层面，更重要的是将这些理论知识与实际应用紧密结合。在阅读过程中，我被书中关于不同类型的方位传感器及其工作原理的详细介绍所吸引。从陀螺仪、加速度计到磁力计，以及它们在测量无人机姿态和方位信息时的优劣势，都有非常详尽的论述。作者黄亮在阐述这些技术时，没有回避其中的复杂性，而是用一种循序渐进的方式，让读者能够逐渐掌握。让我特别感兴趣的是书中关于“纯方位”定位的定义和实现方式，这与我过去接触到的其他定位技术有所不同。它似乎更加侧重于利用相对运动和角度测量来实现自主导航，尤其是在GNSS信号不可用或不可靠的情况下，这种技术的重要性不言而喻。书中还列举了许多实际的案例，比如在室内导航、水下探测以及特定军事应用场景下，纯方位定位是如何发挥关键作用的。这些案例不仅让我看到了技术的应用前景，也让我更加理解了这些理论的实际意义。

评分☆☆☆☆☆

我最近接触到这本书，是抱着学习的态度去探索的。这本书《BF-无人机系统纯方位定位技术及应用》的出现，着实为我解决了一些实际工作中的困惑。作为一名长期在航空领域工作的技术人员，我深知精确导航对于无人机系统的至关重要性。而书中关于纯方位定位的讲解，提供了一个全新的视角。以往我们更多地依赖GNSS，但在某些复杂环境下，比如城市峡谷、室内环境或者GPS信号被干扰时，纯方位定位的优势就凸显出来了。作者黄亮在书中详细介绍了如何利用传感器（如IMU、磁力计等）采集到的方位信息，结合特定的滤波算法和状态估计方法，来实现无人机的自主定位。其中关于卡尔曼滤波及其变种在方位定位中的应用，我反复研读了几遍，受益匪浅。书中提供的伪代码和数学推导，虽然需要一定的基础，但一旦理解，就能明白其中的精妙之处。更让我惊喜的是，书中还探讨了如何将纯方位定位与其他传感器的信息进行融合，以提高整体的定位精度和鲁棒性。这种融合的思路，对于设计更可靠的无人机系统非常有启发意义。