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內容簡介: |
本书从大导航的理念出发 ,结合信息控制技术发展 ,着眼导航依托的各种物理基础 ,全面阐述导航的基本理论与方法 ,并将导航信息的使用纳入导航原理知识体系。全书共 9章,具体内容包括 :绪论、导航的数学基础、导航的物理基础、导航测角原理、导航测距原理、导航测速原理、导航定位原理、组合导航原理、导航控制应用。本书作者根据多年的教学和科研经验 ,在内容上注重理论与实践的结合 ,强调理论教学与实践教学并重。通过对课程内容进行优化和提炼 ,使内容阐述由浅入深、简明透彻、概念清晰、重点突出 ,既便于教师组织教学 ,又有利于学生自学。
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關於作者: |
吴德伟,军队学科拔尖人才、空军级专家、博士生导师,复旦大学兼职教授,享受政府特殊津贴和军队优秀专业技术人才岗位津贴。先后被评为全军优秀教师、全军院校教书育人优秀教员、空军首届”十大”杰出青年、空军优秀教员、空军通信优秀科技干部、空军装备科技工作先进个人、空军工程大学教学名师,获军队院校育才奖”金奖”,荣立二等功3次、三等功1次,2007年当选为中国共产党\十七大”代表,2018年当选第十三届全国政协委员。
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目錄:
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目录 第1章 绪论1 1.1 导航的概念1 1.1.1 定义1 1.1.2 对象2 1.1.3 任务3 1.2 导航参量3 1.2.1 角度参量4 1.2.2 距离参量6 1.2.3 速度参量7 1.2.4 位置参量7 1.3 位置线与位置面8 1.3.1 等角位置线与位置面8 1.3.2 等距位置线与位置面9 1.3.3 等距差位置线与位置面10 1.3.4 等距和位置线与位置面10 1.3.5 位置线典型应用11 1.4 导航的发展与运用14 1.4.1 天文导航14 1.4.2 地磁导航16 1.4.3 无线电导航17 1.4.4 惯性导航18 1.4.5 其他导航20 1.5 本书的结构23 习题24 第2章 导航的数学基础25 2.1 坐标及其变换25 2.1.1 惯性坐标系25 2.1.2 地球坐标系26 2.1.3 运行体及平台坐标系28 2.1.4 直角坐标系30 2.1.5 极坐标系32 2.2 运动状态描述32 2.2.1 微分多项式模型32 2.2.2 匀速运动模型33 2.2.3 匀加速运动模型34 2.2.4 其他运动模型35 2.3 导航误差分析基础36 2.3.1 数字特征描述36 2.3.2 统计特征描述37 2.4 位置参量估计方法39 2.4.1 非线性方程的线性化39 2.4.2 最小二乘法42 2.4.3 卡尔曼滤波47 小结49习题50 第3章 导航的物理基础51 3.1 导航信号51 3.1.1 描述方法51 3.1.2 伪随机序列53 3.2 多普勒效应54 3.2.1 收发一方运动的多普勒效应54 3.2.2 收发双方同时运动的多普勒效应56 3.2.3 多普勒效应在导航中的应用56 3.3 无线电信号57 3.3.1 信号特性58 3.3.2 天线方向图59 3.3.3 传播方式64 3.3.4 信道特性分析67 3.3.5 电波传播影响68 3.3.6 场地环境影响69 3.4 光探测基础74 3.4.1 光电探测系统75 3.4.2 光接收机原理76 3.5 陀螺仪与加速度计80 3.5.1 力学基础81 3.5.2 陀螺仪原理83 3.5.3 加速度计原理85 3.6 重力场基础86 3.7 地磁场基础87 3.8 相对论影响89 小结91习题92 第4章 导航测角原理93 4.1 概述93 4.2 振幅式导航测角94 4.2.1 振幅式无线电导航测角94 4.2.2 振幅式无线电导航测角误差分析98 4.2.3 振幅式光学导航测角102 4.3 相位式导航测角103 4.3.1 相位式无线电导航测角103 4.3.2 相位式无线电导航测角误差分析108 4.4 时间式导航测角110 4.4.1 时间式无线电导航测角110 4.4.2 时间式无线电导航测角误差分析114 4.5 频率式导航测角115 4.5.1 频率式无线电导航测角115 4.5.2 偏流角测量的准确度分析116 4.6 惯性力学测角117 4.6.1 水平面内的陀螺寻北原理117 4.6.2 非水平面内的陀螺寻北原理119 4.6.3 陀螺寻北的误差分析122 4.7 地磁感应测角123 4.7.1 罗航向和罗差123 4.7.2 地磁感应测角原理124 小结126 习题126 第5章 导航测距原理128 5.1 概述128 5.1.1 基本概念128 5.1.2 测距分类129 5.2 无线电导航测距132 5.2.1 脉冲式测距132 5.2.2 码相关测距136 5.2.3 频率式测距138 5.3 无线电导航测距差146 5.3.1 脉冲式测距差146 5.3.2 相位式测距差147 5.3.3 脉冲/相位式测距差148 5.3.4 多普勒积分测距差148 5.4 光学导航测距149 5.4.1 主动式测距150 5.4.2 被动式测距150 5.5 气压测高151 5.5.1 气压高度152 5.5.2 气压高度表模型153 5.5.3 气压高度表误差补偿154 小结154 习题155 第6章 导航测速原理156 6.1 主动式导航测速156 6.1.1 单波束多普勒测速157 6.1.2 双波束多普勒测速158 6.1.3 多波束多普勒测速160 6.1.4 多普勒测速的准确度分析162 6.1.5 声相关测速164 6.2 被动式导航测速165 6.2.1 惯性导航测速165 6.2.2 卫星导航测速167 6.2.3 电磁测速168 6.2.4 航空动压测速169 6.2.5 视频(觉)测速172 小结175 习题175 第7章 导航定位原理176 7.1 概述176 7.1.1 非线性方程解算176 7.1.2 导航定位误差分析180 7.2 几何导航定位186 7.2.1 测距导航定位186 7.2.2 测角导航定位191 7.2.3 测距差导航定位196 7.2.4 复合导航定位198 7.3 推算导航定位201 7.3.1 惯性推算导航定位202 7.3.2 多普勒雷达推算导航定位203 7.4 匹配导航定位204 7.4.1 匹配导航定位基础205 7.4.2 一维线匹配导航定位211 7.4.3 二维面匹配导航定位218 小结219 习题220 第8章 组合导航原理221 8.1 概述221 8.1.1 传感器数据融合221 8.1.2 组合导航的概念222 8.2 组合导航理论223 8.2.1 组合导航方式223 8.2.2 信息分配准则223 8.2.3 组合导航精度224 8.2.4 组合系统可靠性225 8.3 组合导航实现226 8.3.1 典型配置结构226 8.3.2 工作性能分析230 小结231 习题232 第9章 导航控制应用233 9.1 概述233 9.2 飞行控制原理235 9.2.1 飞行状态感知235 9.2.2 飞行操纵方式236 9.2.3 飞行控制方法237 9.2.4 飞机姿态控制239 9.2.5 飞行轨迹控制241 9.3 典型导航控制245 9.3.1 航线飞行控制246 9.3.2 着陆飞行控制250 小结259 习题260 附录261 附录A 导航术语的中英对照表261 附录B 随机过程与噪声276 附B.1 随机过程的统计描述276 附B.2 平稳随机过程277 附B.3 高斯随机过程279 附B.4 噪声280 参考文献282
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