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出版者:中国民航

作者:方学东

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:2008-1

价格:65.00元

装帧:

isbn号码:9787801108265

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《现代导航技术概论：从理论到实践》 导言：导航学的百年演进与未来图景 导航学，作为人类探索未知、连接世界的古老学科，其发展历程几乎与文明史同步。从最初的观星测向、绘制简易海图，到如今的卫星定位、惯性制导，导航技术经历了数次革命性的飞跃。本书《现代导航技术概论：从理论到实践》旨在为读者勾勒出现代导航领域的全景图，深入剖析支撑现代定位、定向与授时（Positioning, Navigation, and Timing，简称PNT）系统的核心原理、关键技术及其在各个行业的应用深度。 我们不再仅仅满足于“知道我在哪里”，而是追求“我精确在哪里、朝哪个方向、以多快的速度移动，并且这一切都基于可靠的、可验证的实时数据”。本书将焦点集中于当前最前沿、应用最广泛的导航体系，特别是那些依赖复杂数学模型和精密电子硬件支撑的技术。 --- 第一部分：全球导航卫星系统（GNSS）的深度解析 全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite Systems，GNSS）是现代导航的基石。本部分将超越基础的“GPS定位原理”介绍，深入探讨全球主流GNSS的架构、信号结构及其面临的挑战与未来升级方向。 第一章：GNSS系统架构与信号结构 我们将详细解析四大主要系统——美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo以及中国的北斗（BDS）的卫星星座设计、轨道参数和地面站网络。重点分析不同系统在信号调制方式（如CDMA、FDMA）、载波频率选择和导航电文结构上的异同，这些差异直接影响了接收机的设计和用户性能。 第二章：定位、导航与授时（PNT）的核心算法 精确的定位依赖于对信号传播时间和频率误差的精确校正。本章将系统介绍： 1. 伪距测量与差分技术：详述L1/L2/L5等频段的观测数据处理流程，以及SBAS（如WAAS/EGNOS）和地基增强系统（GBAS）如何通过差分校正实现米级乃至分米级精度。 2. 精密单点定位（PPP）：探讨如何利用精密轨道和钟差产品，结合对流层和电离层延迟模型的改进，实现全球范围内的厘米级定位，并分析其实时化（RT-PPP）的挑战。 3. 时间同步与频率基准：阐述卫星上的原子钟与地面监控站的时间基准传递机制，以及GNSS如何为全球通信、金融交易提供高精度的纳秒级时间标准。 第三章：GNSS的脆弱性与抗干扰技术 GNSS信号的功率极低，易受环境和人为干扰。本章聚焦于现代导航安全的关键议题： 1. 干扰与欺骗（Jamming and Spoofing）：分类介绍常见的干扰源（如民用干扰器、军事电子战）的工作原理，以及更危险的欺骗信号是如何通过伪造导航电文来误导接收机的。 2. 抗干扰（Anti-Jamming, AJ）与抗欺骗（Anti-Spoofing, AS）技术：深入研究接收机侧的先进技术，如自适应波束形成（Adaptive Beamforming）、信号特征分析、多通道并行处理，以及基于信号完整性监测（Receiver Autonomous Integrity Monitoring, RAIM）的冗余校验方法。 --- 第二部分：惯性导航系统（INS）与自主定位 在GNSS信号丢失（如水下、室内或高楼峡谷）的环境中，惯性导航系统（INS）和基于环境参照的自主技术成为至关重要的备用或辅助手段。 第四章：惯性导航的原理与高精度传感器 本章深入探讨INS如何通过搭载的传感器——加速度计和陀螺仪——来实现独立的位置、速度和姿态推算。 1. 传感器技术演进：详细对比分析了不同类型的惯性传感器——光纤陀螺（FOG）、环形激光陀螺（RLG）的原理、精度指标（如漂移率、比力漂移率）及其在航空航天领域的应用门槛。 2. 导航滤波与误差补偿：重点介绍卡尔曼滤波（Kalman Filtering）和扩展卡尔曼滤波（EKF）在融合多源异构传感器数据中的核心地位，以及如何对陀螺仪和加速度计的随机游走误差、偏差等进行实时建模和补偿。 第五章：自主导航与多传感器融合架构 现代导航系统极少单一工作，多传感器融合是提升鲁棒性的核心策略。 1. 传感器融合算法：探讨互补滤波、哈明滤波以及更复杂的粒子滤波在融合GNSS、INS、磁力计、气压计等数据流时的适用场景和数学模型。 2. 基于环境特征的定位（Map-Based/Mapless Localization）：研究视觉里程计（Visual Odometry, VO）、同步定位与地图构建（SLAM）技术，特别是激光雷达（LiDAR）和视觉传感器在构建环境模型并实现自主导航中的最新进展。 --- 第三部分：导航系统的应用与未来趋势 导航技术已渗透到国民经济的各个层面。本部分将讨论如何将前述理论应用于实际工程，并展望下一代导航技术的发展方向。 第六章：高精度导航在关键行业的部署 1. 自动驾驶与车路协同（V2X）：分析高精度定位（RTK/PPP-RTK）在L3及以上自动驾驶中的作用，以及如何通过车路协同基础设施来增强车辆对环境的感知能力。 2. 精准农业与测绘：探讨利用无人机搭载的高精度GNSS/INS组合系统在农田管理、三维建模中的效率提升，以及大规模数据处理的工作流程。 3. 室内外无缝切换（Seamless Navigation）：研究如何利用地磁指纹、Wi-Fi、蓝牙信标和行人航位推算（PDR）技术，实现从室外GNSS到室内定位环境的平滑过渡。 第七章：下一代导航技术展望 展望未来，导航学将朝着更高精度、更强韧性、更低功耗的方向发展。 1. 量子导航的潜力：介绍基于原子干涉仪或超冷原子钟的惯性测量技术，及其在摆脱电磁信号依赖方面可能带来的革命性突破。 2. 时间同步的新范式：探讨基于光纤网络的地面时间同步技术（如双向时间同步，TWSTFT）和未来的空间时间同步网络（如卫星激光链路）对提升全球同步精度的意义。 3. 信息安全与信任链：讨论导航数据从传感器采集到用户终端显示的全链路安全认证和加密技术，以应对日益严峻的网络安全威胁。 --- 结论 《现代导航技术概论：从理论到实践》致力于构建一座连接经典导航理论与尖端工程应用的桥梁。它要求读者不仅掌握卫星信号接收的基本流程，更需要理解复杂的误差模型、先进的滤波算法以及多源异构数据的深度融合策略。本书是面向导航工程专业学生、从事自动控制、航空航天及先进测绘行业的工程师，以及对未来科技前沿充满好奇的读者的专业参考读物。阅读本书，将使您对“我们在哪里”这一古老问题的现代解答，形成系统、深入的认知。

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这本书带给我的体验，远超出了我最初的想象。我原本以为这会是一本相当枯燥的技术手册，但事实证明，我错了。作者的写作风格非常生动，他似乎将自己对航空的热爱融入到了字里行间。在描述某些重要的导航点或者空域时，他会穿插一些航空相关的趣闻轶事，或者对飞行员在执行特定任务时可能遇到的挑战进行描绘，这使得原本可能显得生硬的技术内容变得鲜活起来。我尤其喜欢书中关于“航空术语解析”的部分，很多平时听起来很专业的词汇，在这里都被解释得明明白白，并且附带了生动的例句。这对于我这样一个航空新手来说，无疑是巨大的帮助。阅读这本书，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在体验一种文化，一种与蓝天白云为伴的职业魅力。它让我对飞行员这个职业有了更深刻的理解，也让我更加期待自己有一天也能亲身感受翱翔的自由。

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阅读这本书的过程中，我深切地感受到了作者的用心和专业。从内容编排上来看，它并非一本简单的工具书，而更像是一部系统性的教学指南。作者似乎非常了解初学者在学习航图过程中可能遇到的难点，因此在讲解每一个概念时，都会提供丰富的案例分析和实际操作的建议。例如，在讲解如何计算燃油消耗和规划航程时，书中给出了详细的计算公式和表格，并结合了实际飞行的场景，让读者能够切身体会到这些计算的重要性。我尤其欣赏作者在介绍导航方法时，并没有局限于单一的导航方式，而是涵盖了多种导航手段的优缺点以及在不同情况下的适用性。这让我意识到，在真实的飞行中，飞行员需要具备灵活运用各种导航工具的能力。这本书不仅仅是关于“怎么看”航图，更是关于“怎么用”航图，这种侧重点的把握，让我觉得它对实际飞行能力的培养有着非常重要的价值。

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这本书的排版和插图质量给我留下了深刻的印象。打开书的第一页，我就被那些清晰、精美的航图示意图所吸引。这些图不仅仅是简单的线条和符号，而是充满了信息和故事。我注意到，作者在讲解过程中，并没有直接堆砌大量的专业术语，而是循序渐进地引导读者去理解每一个符号、每一条线代表的含义。例如，在介绍空域分类时，书中用非常直观的图示，将不同颜色的空域和它们对应的规定解释得一清二楚，这比枯燥的文字描述要有效得多。我之前也尝试过阅读一些航空相关的资料，但常常因为概念过于抽象，或者图示不够清晰而感到困惑。但这本书似乎很好地解决了这个问题，它就像一位经验丰富的飞行教练，耐心地在你耳边讲解，并且在你眼前展示每一个细节。我特别喜欢书中对不同航图类型（如IAP、VFR等）的详细介绍，以及它们各自的应用场景。这种深入浅出的讲解方式，让我感觉自己正在一步步地掌握核心技能，而不是被动地接受信息。

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这本书的封面设计就足够吸引眼球了，那种经典的复古航海地图风格，搭配沉稳的字体，瞬间就勾起了我对飞行探索的无限遐想。我一直对航空领域充满好奇，尤其对那些驾驶飞机穿越广阔天际的飞行员们所依赖的专业知识充满了敬畏。然而，真正要踏足这个领域，从零开始学习，往往会感到有些无从下手。市面上关于航空的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么过于碎片化，很难形成一个系统性的认知。我尤其希望能找到一本能够引导我理解航图，并最终能够自信地解读和使用它们，将理论知识与实际飞行场景相结合的读物。这本书的名字“杰普逊航图教程”，本身就传递出一种专业、权威的信号，让我对它寄予了很高的期望，相信它能为我打开通往航空世界的一扇坚实的大门，让我能够更深入地了解飞行员们如何利用这些精密的图纸规划航线、规避风险，以及如何在复杂的空域中安全高效地飞行。我迫不及待地想翻开它，看看它究竟是如何将复杂的航图知识娓娓道来的。

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从内容深度上来说，这本书给我带来的惊喜是持续不断的。我以为它会在某个阶段达到一个理论的极限，但它似乎总能不断地提供更深层次的见解。例如，在讲解天气信息对航图判读的影响时，作者并没有停留在简单的介绍，而是深入分析了不同天气现象（如低云、能见度差、大风等）如何影响航线选择和飞行安全，并结合航图上的特定标识进行说明。这让我意识到，航图的使用绝不仅仅是静态的图纸解读，而是需要与动态的天气信息、飞机性能等多种因素相结合的复杂过程。书中还涉及了一些关于飞行管理和空域协调的内容，这让我对航空运行的整体流程有了更全面的认识。这种将航图知识置于更广阔的航空背景下进行讲解的方式，让这本书的价值得到了极大的提升。

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这本书在细节处理上，也展现出了作者的专业素养。我注意到，书中在提及某些航图的特定要素时，都会非常精确地指出其在实际航图中的位置和含义，并且会给出相应的航空法规作为参考。例如，在解释某个航图符号的含义时，作者会引用具体的航空条例，让我能够追溯到这些规则的来源，并且理解其背后的逻辑。这种严谨的态度，让我对书中的信息充满了信任。我之前也遇到过一些书籍，在引用信息时不够严谨，甚至出现错误，这极大地影响了我对作者的信任度。但这本书让我感到非常安心，我相信我在这里学到的知识是准确和可靠的。这种对细节的极致追求，也让我更加确信，这本书是为真正想深入了解航空知识的读者而准备的。

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总的来说，这本书带给我的感觉是一种“拨云见日”般的通透。在我开始阅读之前，我对航图的理解就像是面对一堆杂乱无章的符号，感到非常迷茫。但随着我一页页地深入，那些原本模糊的概念逐渐变得清晰起来，那些原本陌生的符号也逐渐变得熟悉。我感觉自己仿佛拥有了一双能够“读懂”天空的眼睛。这本书不仅教会了我如何解读航图，更教会了我如何思考，如何将理论知识与实际应用相结合。我从中获得的不仅仅是关于航图的知识，更是一种学习方法，一种解决问题的思路。我相信，这本书将成为我航空学习道路上的一块重要的垫脚石，为我未来更深入的学习和探索打下坚实的基础。我非常庆幸自己能够读到这样一本优秀的书。

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这本书在逻辑结构和信息呈现上，展现出了极高的专业水准。我特别注意到，作者在讲解一个复杂概念时，会先给出整体的框架，然后再逐一细化。例如，在介绍仪表进近图（IAP）时，他会先解释IAP的整体作用，然后才会深入到各个组成部分的细节，比如跑道标识、最低下降高度、缺失航段等。这种由宏观到微观的讲解方式，非常有助于我构建一个完整的知识体系。而且，书中大量的图示和表格，都经过了精心设计，不仅准确，而且易于理解。我之前在阅读其他航空类书籍时，常常会因为图表的设计不够直观而感到沮丧，但这本书在这方面做得非常出色。我甚至觉得，这本书的内容本身，就可以作为一种学习范本，它教会我如何清晰、有条理地呈现复杂的信息。

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这本书的语言风格非常独特，既有科学的严谨性，又不失亲切感。我注意到，作者在解释一些技术性很强的概念时，会尽量使用通俗易懂的语言，避免使用过于晦涩的专业术语。即使必须使用，他也会立即给出清晰的解释，并辅以形象的比喻。例如，在讲解“磁差”和“真差”时，作者就用了一个非常生动的例子，让我一下子就理解了它们之间的关系。这种“润物细无声”的讲解方式，让我感到非常舒适，也更容易接受。我之前读过一些技术类的书籍，常常因为作者过于追求专业性而感到难以入门，但这本书让我看到了技术写作的另一种可能性——既能保持专业性，又能让普通读者也能轻松理解。这让我觉得，这本书不仅仅是一本教程，更是一本启发我如何去学习和理解复杂知识的典范。

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这本书的价值，不仅仅在于它所包含的专业知识，更在于它所传递的一种学习方法论。作者在书中反复强调实践的重要性，并提供了大量的练习题和模拟场景。这些练习题的难度和类型都非常多样，从基础的航图判读，到复杂的航线规划，几乎涵盖了航图应用的全过程。我尝试做了一些练习，发现这些题目非常有针对性，能够帮助我巩固课堂上学到的知识，并且发现自己理解上的盲点。更重要的是，作者在提供答案时，都会附带详细的解析，解释为什么选择这个答案，以及如何避免常见的错误。这种“知其然，更知其所以然”的学习方式，让我觉得受益匪浅。我不再是被动地记忆，而是主动地思考和解决问题。这本书让我明白，学习航空知识，最终还是要落脚在实际应用上，而它正是为这一目标而生的。

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好复杂orzzzzzzzz........

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每次起飞降落的时候加以印证

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这本书读的我热血沸腾

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