地磁导航理论与实践 张晓明 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张晓明 著

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店铺： 典则俊雅图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118106152

商品编码：29845478353

包装：平装

出版时间：2016-03-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	地磁导航理论与实践
作者	张晓明
定价	37.80元
ISBN号	9787118106152
出版社	防工业出版社
出版日期	2016-03-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

《地磁导航理论与实践》主要根据作者多年来的研究成果和外地磁导航技术领域的*进展撰写而成。《地磁导航理论与实践》系统、深入地阐述了地磁导航理论及实践的各项相关内容，主要包括地磁导航的发展背景及其关键技术、地磁基准图的构建、磁矢量传感器的误差标定及补偿、载体磁场分析、载体磁场标定及补偿、地磁导航算法，并以航空飞行器为例，对各种算法进行了仿真验证。

编辑推荐

作者介绍

序言

《导航系统原理与应用》 内容简介 《导航系统原理与应用》一书，旨在为读者系统性地梳理现代导航技术的精髓，深入剖析各类导航系统的基本原理、关键技术、发展历程以及在不同领域的实际应用。本书力求从宏观的系统性认知出发，逐步深入到微观的技术细节，使读者能够全面、深刻地理解导航技术是如何实现精准定位、定向与跟踪的，以及这些技术如何赋能于日益智能化的现代社会。 本书共分为十二章，结构清晰，逻辑严谨。 第一章 导航系统的发展演进 本章将带领读者回顾导航技术的漫长历史。从古代的星辰导航、地标识别，到近代的罗盘、六分仪，再到二十世纪的惯性导航、无线电导航，直至当今的卫星导航系统，每一阶段的技术突破都将得到详细的介绍。我们将探讨不同导航技术产生的历史背景、技术特点以及它们在当时社会发展中所扮演的角色。同时，本章还将展望导航技术未来的发展趋势，如高精度、智能化、多源融合以及在极端环境下的导航能力提升等，为读者构建一个清晰的历史脉络和发展远景。 第二章 导航定位基本原理 本章是理解后续章节的基础。我们将从数学和物理学的角度，深入浅出地阐述导航定位的基本概念。这包括但不限于： 几何学原理： 如三角测量、三边测量、三点定位等，这些是大多数导航系统进行空间位置确定的基础。 时间测量原理： 精确的时间测量是许多现代导航系统（特别是卫星导航）不可或缺的要素。我们将介绍时间同步、时钟误差补偿等概念。 运动学原理： 惯性导航系统（INS）的核心是利用加速度计和陀螺仪来测量载体的运动状态，本章将详细讲解其运动学模型和积分计算方法。 大地测量学基础： 介绍地球的形状、重力场模型，以及如何利用大地坐标系、地理坐标系等描述地球上的位置。 第三章 惯性导航系统（INS） 惯性导航系统是自主导航的核心技术之一。本章将详细介绍INS的组成部分，包括： 惯性传感器： 重点讲解加速度计（包括挠性、压阻、微机械等多种类型）和陀螺仪（如机械陀螺、光纤陀螺、MEMS陀螺）的工作原理、精度指标、误差来源及其补偿方法。 导航计算机： 阐述INS如何通过对传感器数据的积分运算，实时计算出载体的速度、位置和姿态信息。 误差模型与补偿： 深入分析INS误差产生的根源，如传感器误差、地球自转、平台倾斜等，并介绍常用的误差补偿算法，如卡尔曼滤波。 INS的优点与缺点： 分析INS的自主性、高动态响应能力等优势，以及其误差随时间累积的固有缺陷。 第四章 全球卫星导航系统（GNSS） 本章将聚焦当前最主流的导航技术——全球卫星导航系统。我们将以GPS（美国）、GLONASS（俄罗斯）、Galileo（欧洲）和北斗（中国）为例，深入讲解： GNSS系统构成： 介绍卫星星座、地面控制站和用户接收机的基本组成。 定位原理： 详细阐述测距原理（伪距、载波相位），以及如何通过接收多颗卫星的信号进行三维定位。 差分技术： 介绍RTK（实时动态）、PPP（精密单点定位）等差分技术，以及它们如何显著提高GNSS的定位精度。 多模接收机与抗干扰： 探讨多系统融合接收机的好处，以及GNSS信号易受干扰的挑战和相应的抗干扰措施。 GNSS的应用领域： 概述GNSS在交通运输、测绘、农林业、军事、应急救援等领域的广泛应用。 第五章 其他导航系统 除了INS和GNSS，还有许多其他导航技术在特定场景下发挥着重要作用。本章将对以下系统进行介绍： 无线电导航系统： 如Loran（远程导航）、VOR/DME（甚高频全向信标/测距）等，介绍其工作原理、优缺点以及在一些区域的应用。 天文导航： 回顾历史上的星体导航，并探讨现代天文导航在特定领域的潜在价值。 磁罗盘与地磁导航： 介绍地磁场的特性，以及如何利用地磁信息辅助导航。 视觉导航： 重点介绍基于图像识别、特征匹配等技术的视觉里程计（VIO），以及在GPS信号不可用环境下的应用前景。 第六章 导航系统的误差分析与评定 任何导航系统都存在误差，准确地分析和评定这些误差是提高导航系统性能的关键。本章将： 介绍误差的分类： 随机误差、系统误差、粗大误差等。 常用误差评定指标： 如均方根误差（RMSE）、平均精度、可靠性指标（如95%精度）等。 误差传播规律： 讲解误差如何在导航解算过程中进行传播和累积。 误差校正与补偿技术： 总结各种导航系统中常用的误差校正和补偿方法。 第七章 导航系统的融合技术 现代导航应用往往需要结合多种导航技术，以发挥各自优势，弥补不足。本章将深入探讨导航系统的融合策略： 融合的必要性： 分析单一导航系统存在的局限性，以及融合带来的高精度、高可靠性、高可用性。 融合的实现方式： 松耦合融合： 分别处理各导航系统的数据，然后将输出结果进行融合。 紧耦合融合： 将各导航系统的原始测量数据直接输入到一个统一的滤波器中进行联合解算。 深（或紧）耦合融合： 将INS的输出信息作为GNSS的辅助信息，提高GNSS在弱信号、遮挡环境下的可用性。 常用融合算法： 重点介绍扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）等在导航融合中的应用。 第八章 导航系统的标定与校准 为了保证导航系统的精度，准确的标定和校准至关重要。本章将详细介绍： INS的初始校准： 包括初始姿态、初始位置、零偏、尺度因子等参数的标定。 GNSS接收机的校准： 如天线相位中心校准、接收机偏差校准等。 多传感器融合系统的联合标定： 如何在系统集成的过程中，实现多传感器之间的相对位姿标定。 标定方法： 静态标定、动态标定、自动化标定等。 第九章 导航系统在交通运输领域的应用 交通运输是导航技术最广泛的应用领域之一。本章将聚焦： 汽车导航： 从车载导航系统到高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶，分析导航技术在车辆定位、路径规划、避障等方面的作用。 航空导航： 介绍飞机起降、巡航、进近等各个阶段的导航需求，以及INS/GNSS/ADS-B等系统的配合应用。 船舶导航： 探讨船舶航行中的定位、避碰、航线管理等，以及雷达、AIS、GNSS等系统的融合应用。 轨道交通导航： 分析高铁、地铁等对高精度、高可靠性导航系统的需求，以及基于惯性、编码器、GNSS的解决方案。 第十章 导航系统在测绘与地理信息领域的应用 精确的地理信息是现代化社会的基础。本章将重点阐述导航技术在测绘与地理信息领域的贡献： 高精度测绘： RTK/PPK技术在地形测量、工程测量、不动产测绘中的应用。 地理信息系统（GIS）集成： 如何将导航获取的空间位置信息导入GIS，构建和更新地理数据库。 倾斜摄影与三维建模： 导航技术在无人机倾斜摄影任务中的作用，以及数据获取的精度保障。 形变监测与大地测量： 利用GNSS等技术进行地壳运动、桥梁形变、滑坡等地质灾害的监测。 第十一章 导航系统在特定场景的应用 除了大规模应用领域，导航技术还在一些特殊场景下发挥着不可替代的作用： 军事应用： 精确制导、战场态势感知、特种作战等。 应急救援与搜救： 在灾害现场、野外搜救中的定位与导航。 机器人导航： 室内外移动机器人的自主定位、路径规划与导航。 物联网（IoT）与资产追踪： 物品、人员的实时定位与管理。 水下与地下导航： 探讨GNSS信号受限环境下的特殊导航技术，如声学导航、视觉惯性导航等。 第十二章 导航系统面临的挑战与未来展望 本章将对当前导航系统面临的挑战进行梳理，并展望未来的发展方向： GNSS的脆弱性： 信号干扰、欺骗、遮挡等问题。 高精度与高可靠性的需求： 满足自动驾驶、高精度制造等新兴领域的需求。 室内与地下导航的突破： 解决GNSS信号缺失的难题。 多模融合与智能化： 更加强大的融合算法，以及利用人工智能提升导航系统的自适应性和决策能力。 新的导航技术探索： 如低功耗、低成本的导航解决方案，以及与5G、AI等技术的深度融合。 本书适合于从事导航、测绘、地理信息、航空航天、汽车工程、机器人、计算机科学等领域的科研人员、工程技术人员、研究生以及对导航技术感兴趣的广大读者。通过阅读本书，读者将能够建立起对现代导航技术系统、全面且深入的认识，为解决实际工程问题、开展科学研究提供坚实的理论基础和实践指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就很有意思，采用了深邃的蓝色，上面点缀着细密的银色线条，仿佛夜空中的星辰，又像是抽象的磁力线。这种设计风格，一下子就勾起了我对宇宙、对未知探索的遐想。翻开书页，我首先被那股浓厚的学术气息所吸引，但又不像我之前读过的某些理论书籍那样枯燥乏味。它仿佛在告诉我，地磁导航并非是冰冷的技术堆砌，而是与我们赖以生存的地球息息相关，是连接人类与自然奥秘的一扇窗口。作者的文字功底很深厚，即使是复杂的公式和定理，在描述时也显得格外清晰流畅，就像是在娓娓道来一个关于地球磁场的故事。我特别喜欢其中关于地磁场起源的章节，它将地质学、物理学等多个学科的知识巧妙地融合在一起，让我对地球这颗蓝色星球的内部运作有了更深刻的理解。这种将宏大叙事与具体技术相结合的叙述方式，让我觉得这本书的价值远不止于理论层面，它更像是一次深入人心的科学启蒙，让我重新审视了我们所处的世界。在阅读的过程中，我甚至能感受到作者对这项研究的热情和执着，这种情感的力量，能够跨越纸张，直接传递给读者，让人在学习知识的同时，也被深深地感动。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，不仅仅体现在其技术内容的深度，更体现在其对未来发展趋势的洞察。作者在书中对“下一代地磁导航技术”进行了展望，提到了诸如人工智能在地磁场预测中的应用，以及量子传感器的潜在突破等等。这让我觉得，这本书不仅仅是一本“教材”，更像是一份“指南”，它指引着我看到了地磁导航技术未来的无限可能。我个人对人工智能在各个领域的应用都非常感兴趣，而这本书恰恰将人工智能与地磁导航结合起来，让我看到了一个全新的研究方向。作者在这一部分的论述，虽然篇幅不长，但却充满了前瞻性和启发性。它让我意识到，科学研究是一个不断进步、不断迭代的过程，而我们每个人，都有可能成为未来科技进步的参与者。

评分☆☆☆☆☆

我最开始接触地磁导航，其实是在一次关于航海历史的纪录片里。那时候，我对它只停留在“古人依靠指南针就能远航”的浅显认知。直到读了这本书，我才明白，这背后蕴含着多么精妙的科学原理。书中对磁偏角、磁倾角等关键概念的解释，简直是为我这样的初学者量身定做的。它没有直接丢给你一堆数据，而是循序渐进地引导你理解这些概念是如何形成的，在实际导航中又起着怎样的作用。我印象最深刻的是关于“地磁异常”的论述，它详细介绍了不同地区的地磁场强度和方向的差异，以及这些差异对导航精度的影响。这一点让我非常着迷，因为这不仅仅是理论上的讨论，更是实际应用中需要克服的挑战。书中穿插的一些历史案例，比如早期航海家是如何应对地磁变化进行修正的，更是让这些抽象的理论变得生动形象。我能想象出当时那些勇敢的水手，在浩瀚的海洋上，凭借着对地球磁场微弱变化的敏锐感知，去探索未知世界的壮丽图景。这本书让我对“科技改变生活”有了更直观的感受，也让我对那些默默奉献的科学家们充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的一点是，它能够准确地把握读者的学习节奏。当我感到有些吃力的时候，作者会适时地插入一些补充说明或者历史背景，让我能够喘口气，重新理解前面的内容。比如，在讲解“地磁场的地质成因”时，它会先简要介绍地球内部的结构，然后才深入到地核的动力学过程，让我能够更好地理解磁场是如何产生的。这种循序渐进的教学方式，避免了“填鸭式”的知识灌输，让我能够真正地消化和吸收。而且，书中还设置了一些小型的“思考题”或者“举例说明”，鼓励读者主动参与到学习过程中来。这些小设计，让阅读体验变得更加生动有趣，也让我感觉自己不仅仅是在被动地接受信息，而是在主动地探索和发现。这本书，让我重新找回了学习的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

我特别喜欢书中关于“地磁导航与惯性导航融合”的章节。作为非专业人士，我之前对这两种导航方式的认知是比较模糊的，总觉得它们是各自独立的系统。但是，这本书非常巧妙地将它们联系起来，详细阐述了如何通过地磁信息来辅助惯性导航系统，克服其累积误差的问题，从而提高整体导航的精度和鲁棒性。作者在解释融合算法时，采用了图解和流程图的方式，让我能够直观地理解不同传感器数据的融合过程。这对于我这样视觉型学习者来说，简直是福音。而且，书中还列举了一些具体的融合案例，比如在GPS信号丢失的情况下，地磁导航是如何发挥关键作用的。这些生动的例子，让我深刻体会到多传感器融合技术在现代导航系统中的重要性。这本书不仅教会了我理论知识，更教会了我如何去思考和解决实际问题，这种实践性的指导意义，让我觉得非常宝贵。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量也属上乘。我拿到这本书的时候，就觉得它很有质感。纸张的触感非常好，不反光，非常适合长时间阅读。书中的插图清晰度很高，色彩饱满，无论是地图、图表还是示意图，都能够准确地传达信息，并且富有美感。我尤其喜欢书中对一些地磁现象的图解，比如磁力线的分布，磁极的漂移等等，这些图解都做得非常直观，让我能够轻松理解复杂的概念。而且，每章的标题都设计得很有特色，既能概括章节内容，又带有一些诗意，让我阅读的时候充满期待。总的来说，这本书在内容和形式上都达到了很高的水准，它不仅仅是一本学术著作，更是一件精美的艺术品。我非常享受阅读这本书的过程，它带给我的不仅仅是知识，更是一种愉悦的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格可以说是非常“接地气”了。我之前也看过一些关于导航技术的书籍，很多都像教科书一样，公式一大堆，看着就头疼。但是这本书，我感觉作者在力求用最通俗易懂的语言，去解释最复杂的科学概念。比如，它在讲解“磁芯材料”的时候，并没有直接深入到量子力学层面，而是从我们日常生活中常见的磁铁开始，慢慢引申到专业领域，让我能够理解为什么特定的材料在地磁导航中如此关键。而且，作者在叙述中，时不时会穿插一些实际应用场景的描述，比如在极端环境下，地磁导航的优势和局限性，以及如何通过与其他导航方式的融合来提高精度。这些细节，对于一个非专业读者来说，非常重要，它能帮助我们建立起一个完整的知识框架，而不是零散的碎片。我尤其欣赏书中关于“误差补偿算法”的介绍，它没有把算法说得高不可攀，而是通过生动的比喻，让我们理解其背后的逻辑。这种“化繁为简”的能力，正是衡量一个优秀科普作者的标准，而这本书无疑做到了这一点，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感觉是“扎实”和“权威”。作者在书中引用了大量的科学文献和研究数据，这让我觉得内容的可信度非常高。我能够感受到作者在写作过程中，进行了非常细致的调研和梳理，将复杂的科学知识系统地呈现出来。我特别关注书中关于“地磁导航在室内定位中的应用”的部分，这对我来说是一个全新的领域。以往我总是认为地磁导航主要用于户外，而书中详细阐述了如何利用地磁场的空间变化特性，结合机器学习算法，实现高精度的室内定位。这一点让我感到非常兴奋，因为它打开了一个新的应用视角，也让我看到了地磁导航技术的广阔前景。在阅读过程中，我时不时会停下来思考，作者是如何将如此庞杂的信息整合起来，并且逻辑清晰地呈现给读者的。这种组织能力，本身就是一种高超的学术素养的体现，也让我对作者的专业能力充满了敬意。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我感觉自己仿佛掌握了一门全新的“语言”，那就是与地球磁场对话的语言。作者对于地磁场模型的构建和演变过程的描述，让我大开眼界。他不仅讲解了传统的模型，还介绍了近年来一些新的研究成果，这让我觉得这本书的时效性很强。我特别喜欢关于“地磁场长期变化”的章节，它揭示了地球磁场的动态性，以及这种变化对我们导航系统可能带来的长期影响。这不仅仅是学术上的探讨，更是一种对未来可能出现的挑战的预警。书中对不同类型传感器的介绍，也让我对现代地磁导航技术有了更深入的了解。从微机电系统（MEMS）传感器到光泵磁力计，每一种传感器都有其独特的优势和应用场景。作者在介绍这些技术时，并没有一味地堆砌参数，而是着重强调了它们在实际工作中的原理和特点，让我能够更好地理解它们之间的差异和联系。这种深入浅出的讲解方式，让我在学习专业知识的同时，也对科技的发展脉络有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是踏入了一个知识的宝库，每翻一页，都仿佛挖到一个新的宝藏。我特别喜欢其中关于“地磁场对生物导航的影响”的讨论。虽然这本书的重点是技术，但作者并没有回避地磁场在自然界中的其他奇妙作用，比如候鸟的迁徙，海龟的定向等等。这让我意识到，地磁导航技术，其实是模仿和借鉴了自然界亿万年来演化的智慧。这种跨学科的视角，让这本书的内涵更加丰富，也更具趣味性。作者在描述这些生物学现象时，语言非常优美，充满了科学家的严谨和对自然的敬畏。读到这里，我不仅学习了科学知识，也感受到了一种人文情怀。这本书让我觉得，科技的发展，最终是为了更好地理解和利用自然，与自然和谐共处。