船用調製型慣性導航及其組閤導航技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

王鞦瀅 著

圖書標籤:

• 慣性導航
• 組閤導航
• 船舶導航
• 調製慣性導航
• 導航技術
• 姿態控製
• 傳感器
• 自動控製
• 海運
• 工程技術

店鋪： 詩書雅韻圖書專營店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118112429

商品編碼：29532945951

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-06-01

基本信息

書名：船用調製型慣性導航及其組閤導航技術

定價：72.00元

作者：王鞦瀅

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2017-06-01

ISBN：9787118112429

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

王鞦瀅*的《船用調製型慣性導航及其組閤導航技術》共分為11章，主要論述瞭船用調製型慣性導航係統技術及相關知識。**～3章為**部分，主要介紹瞭慣性導航基礎知識、慣性導航係統基本工作原理及誤差建模分析。第4～7章為第2部分，重點論述瞭調製型慣性導航係統，主要包括調製型慣性導航係統基本原理與誤差分析、相對地理坐標係鏇轉的調製技術研究、相對地球自轉軸鏇轉的調製技術研究以及基於羅經原理/Butterworth濾波器的姿態/速度誤差抑製技術研究。第8～11章為第3部分，重點研究基於調製型慣性係統的組閤導航技術，分彆介紹瞭調製型慣性導航/星敏感器組閤導航方案、船用星敏感器抗環境乾擾誤差抑製技術、調製型慣性導航/計程儀組閤導航方案、基於調製型慣性導航/計程儀的計程儀誤差抑製技術。
本書對從事慣性技術的工程技術人員具有重要的參考價值，也可作為高等院校慣性技術相關專業的研究生教材。

目錄

---

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

《海洋之眼：傳感器融閤下的自主導航新紀元》 內容簡介 浩瀚的海洋，既是生命的搖籃，也是人類探索與發展的廣闊舞颱。從遠古時期依靠星辰大海的指引，到如今高速發展的海運、海洋科考、深海探測以及日益重要的海洋軍事活動，精確可靠的導航定位技術始終是海洋事業騰飛的基石。然而，傳統的導航方式往往受限於環境因素、信號乾擾以及設備精度，難以滿足現代海洋作業日益嚴苛的要求。 《海洋之眼：傳感器融閤下的自主導航新紀元》一書，正是在這樣的時代背景下應運而生。本書並非聚焦於某一特定導航技術，而是將目光投嚮瞭更為宏觀和前沿的導航理念——利用多樣化傳感器的高效融閤，構建能夠實現自主、精準、魯棒導航的新型係統。本書旨在為讀者描繪一幅由多種“眼睛”共同構成的海洋自主導航藍圖，揭示如何通過智能化的數據整閤，突破單一傳感器的局限，實現超越個體能力的整體導航智慧。 本書的核心主旨在於闡釋“眾力成城，智慧導航”的理念。我們認識到，在復雜多變的海洋環境中，單一導航傳感器（如GPS、慣性測量單元IMU、聲納、視覺傳感器、磁力計等）都可能麵臨信號丟失、精度下降、易受乾擾等挑戰。因此，本書大力倡導並深入探討傳感器融閤（Sensor Fusion）的核心技術，即如何將來自不同傳感器、不同原理、不同特性的數據進行有機結閤，通過先進的算法和模型，提取齣更加精確、可靠、完整的水下或海麵目標狀態信息。 本書的章節設計，力求從理論到實踐，循序漸進，層層深入： 第一篇：導航的基石與挑戰 第一章：海洋導航的演進與時代召喚：本章將簡要迴顧人類海洋導航曆史的裏程碑，分析傳統導航方式（如天文導航、陸標導航、無綫電導航）的優缺點，並深刻闡述當前海洋領域對高精度、自主性、抗乾擾性導航的迫切需求，點明新一代導航技術發展的必然趨勢。 第二章：海洋環境的復雜性與導航的固有難題：詳細剖析海洋環境的獨特性，包括水下信號傳播特性（如電磁波衰減、聲波傳播多徑效應）、水麵惡劣天氣（風浪流）、磁場乾擾、GPS信號的不可達性（尤其在水下），以及海洋地理信息的非均勻性等，為後續的傳感器選擇和融閤策略奠定認知基礎。 第三章：導航傳感器的多元世界：本章將對構成自主導航係統的各類關鍵傳感器進行詳盡的介紹。這包括： 定位類傳感器：如全球導航衛星係統（GNSS，重點關注其在海上的應用與限製）、超短基綫（USBL）/長基綫（LBL）水聲定位係統。 測量類傳感器：如慣性測量單元（IMU，包括加速度計、陀螺儀，及其在測量姿態和短時推掃定位中的作用）、磁力計（用於方位參考）、深度計/氣壓計（用於垂直姿態和深度測量）。 環境感知類傳感器：如聲納係統（側掃聲納、前視聲納、多波束測深儀，用於地形測繪、避障和定位）、視覺傳感器（相機、激光雷達，用於水下環境識彆、特徵匹配和相對定位）。 其他輔助傳感器：如多普勒計程儀（DVL，用於測量相對於水底或水體的速度）、角速度計、傾角計等。 本書將重點闡述每種傳感器的基本工作原理、精度指標、典型應用場景、優勢與局限性，以及其對導航係統的貢獻。 第二篇：傳感器融閤的技術精髓 第四章：傳感器融閤的基本理論與模型：深入淺齣地介紹傳感器融閤的數學基礎和經典理論。包括： 數據預處理與校準：傳感器數據的噪聲過濾、偏差校正、單位統一、時空對齊等關鍵預處理步驟。 融閤層級：低層融閤（原始數據融閤）、中層融閤（特徵融閤）、高層融閤（決策融閤）的定義、適用性與優缺點。 經典融閤模型：如卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）及其變種（擴展卡爾曼濾波 EKF、無跡卡爾曼濾波 UKF）、粒子濾波（Particle Filter, PF）等，重點闡述它們在狀態估計與融閤中的原理、實現方式及其適用條件。 貝葉斯濾波框架：從概率論的角度闡述融閤過程的數學機理。 第五章：基於濾波的傳感器融閤算法：這是本書的技術核心之一。本章將聚焦於如何利用濾波算法實現不同傳感器數據的最優融閤，以獲得連續、平滑且高精度的導航狀態估計（位置、速度、姿態）。 IMU與GNSS的融閤：探討如何利用IMU的短時高頻測量能力來平滑GNSS信號不連續或丟失期間的位置推算，以及GNSS信號的引入如何校準IMU的纍積誤差。 IMU與DVL的融閤：分析IMU與DVL在水下導航中的協同作用，DVL如何提供絕對速度信息來限製IMU的漂移。 多傳感器融閤的濾波設計：針對多種傳感器（如IMU、DVL、深度計、磁力計）的復雜融閤場景，設計具體的濾波框架，例如，構建一個包含多傳感器輸入的擴展卡爾曼濾波器或無跡卡爾曼濾波器。 水下聲學定位與IMU融閤：研究水下聲學定位係統（USBL/LBL）與IMU的融閤，以解決純聲學定位的間歇性或精度問題，並利用IMU的動態信息提高定位精度。 第六章：基於特徵匹配的傳感器融閤技術：除瞭基於濾波的狀態估計，視覺、聲納等環境感知傳感器還可以通過特徵匹配來輔助定位。 視覺裏程計（Visual Odometry, VO）：利用連續圖像序列估計攝像頭的運動，實現相對定位。 SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）：結閤VO，在未知環境中同步構建地圖並進行自身定位。 聲納圖像與點雲匹配：利用聲納數據提取環境特徵，與已知地圖或先驗信息進行匹配，實現定位。 多模態特徵融閤：探討如何將視覺特徵、聲納特徵以及其他傳感器數據進行融閤，以提高在復雜或特徵稀疏環境下的定位魯棒性。 第七章：機器學習在傳感器融閤中的應用：隨著人工智能技術的發展，機器學習為傳感器融閤帶來瞭新的思路和方法。 基於深度學習的狀態估計與特徵提取：介紹如何利用神經網絡從原始傳感器數據中直接學習狀態信息或提取魯棒性強的環境特徵。 自適應傳感器權重調整：利用機器學習技術，根據環境變化和傳感器性能動態調整不同傳感器的融閤權重，以優化整體導航性能。 異常傳感器檢測與剔除：機器學習模型可以用於識彆和剔除失效或異常的傳感器數據，提高係統的可靠性。 數據驅動的融閤模型構建：介紹如何利用大量的航行數據訓練更精確的融閤模型，例如，利用循環神經網絡（RNN）或長短期記憶網絡（LSTM）處理時序傳感器數據。 第三篇：自主導航係統的設計與實踐 第八章：自主導航係統的架構設計：本書將引導讀者構建一個完整的自主導航係統。 係統整體框架：從硬件接口、數據采集、預處理、融閤算法、狀態估計輸齣到上層應用接口，設計一個模塊化、可擴展的係統架構。 實時性與計算效率：討論如何在嵌入式係統或計算資源受限的環境下，實現高效的傳感器融閤算法，滿足實時導航需求。 可靠性與冗餘設計：探討如何通過多傳感器冗餘和算法層麵的魯棒性設計，提升導航係統的故障容錯能力。 第九章：典型應用場景下的導航方案設計：通過具體案例，展示本書所介紹技術的實際應用。 水下航行器（AUV/ROV）自主導航：重點關注水下無GPS環境下的導航挑戰，以及IMU、DVL、深度計、聲納、視覺傳感器等融閤方案。 無人水麵艇（USV）導航：探討USV在開闊水域或近岸區域的導航需求，GNSS、IMU、視覺、激光雷達等融閤應用。 海洋調查船的精確定位：結閤多源傳感器，實現高精度測繪、定位等任務。 搜救與應急響應：在復雜或未知環境下，快速、可靠的自主導航能力的重要性。 第十章：仿真測試與實船驗證：強調理論研究與實踐相結閤的重要性。 仿真環境搭建：介紹如何利用仿真平颱（如Gazebo, ROS/ROS2）模擬傳感器數據，對導航算法進行初步測試。 實船數據采集與處理：分享實際航行數據采集的經驗，以及數據後處理與評估方法。 性能評估指標：定義用於衡量導航係統性能的關鍵指標，如位置誤差、速度誤差、姿態角誤差、魯棒性、更新率等。 案例分析與優化：通過對比仿真與實測結果，分析係統性能，並提齣優化建議。 本書的特色與亮點： 1. 全局視野：本書不局限於單一技術，而是從整體上構建自主導航係統的框架，強調不同技術之間的協同與互補。 2. 技術全麵：涵蓋瞭從基礎理論、經典算法到前沿技術的傳感器融閤方法，力求為讀者提供一個完整的知識體係。 3. 實踐導嚮：不僅講解理論，更注重實際應用，通過案例分析和係統設計，幫助讀者理解技術如何落地。 4. 前沿性：關注機器學習等新興技術在傳感器融閤中的應用，展現自主導航的未來發展方嚮。 5. 深度與廣度並存：對關鍵技術進行深入剖析，同時對不同應用場景進行廣泛覆蓋。 《海洋之眼：傳感器融閤下的自主導航新紀元》是一本麵嚮海洋工程、機器人、自動化、控製工程等領域的研究人員、工程師、高校師生以及相關技術愛好者的必讀之作。通過閱讀本書，您將能夠深刻理解如何利用多樣化傳感器的智慧結晶，為海洋探索、開發與安全保駕護航，開啓海洋自主導航的新篇章。本書將幫助您洞察海洋的深邃，掌握導航的未來，讓您的“海洋之眼”看得更遠，更準，更自信。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計很吸引人，深藍色的背景，一艘船的剪影在波濤中前行，旁邊點綴著精密的儀錶盤和閃爍的星辰，仿佛預示著一場探索未知、駕馭海洋的旅程。我一直對海洋的廣袤和船隻在其中航行的奧秘充滿好奇，尤其是那些能夠在茫茫大海中指引方嚮的“眼睛”。這本書的標題“船用調製型慣性導航及其組閤導航技術”雖然聽起來有些專業，但“慣性導航”和“組閤導航”這些詞匯，在我看來，就是船隻在海上不依賴外部信號，依靠自身“感覺”和“智慧”來判斷位置和航嚮的關鍵技術。我猜想，這本書一定深入淺齣地介紹瞭慣性導航係統是如何工作的，比如它可能涉及到陀螺儀、加速度計這些精密儀器的原理，以及它們如何隨著船隻的運動而産生數據，然後這些數據又是如何被處理和整閤，最終生成一套準確的定位信息。而“組閤導航”則讓我聯想到，這是否意味著將慣性導航與其他更成熟的導航方式，比如GPS，結閤起來，以達到更高的精度和可靠性。我非常期待能從書中瞭解到，在惡劣的海況下，這些技術是如何保持船隻準確無誤地航行的，它背後蘊含的物理原理和工程智慧，一定非常令人著迷。

評分☆☆☆☆☆

我購買這本書是因為最近在研究一種新的傳感器技術，而書中提到的“慣性導航”似乎與我正在探索的領域有著潛在的關聯。“船用調製型慣性導航”，這個標題讓我對其中的“調製型”産生瞭濃厚的興趣。我猜測，這可能指的是在慣性傳感器信號輸齣端進行某種形式的信號處理，以提高信號質量、抑製噪聲，或者增強對特定乾擾的抵抗能力。這對於在嘈雜和振動的船舶環境中運行的導航係統來說，至關重要。我非常希望能從書中找到關於慣性傳感器模型、誤差來源分析以及補償方法的詳細論述。而“組閤導航技術”的部分，則讓我聯想到將慣性導航係統與外部絕對參考係統（如GNSS）進行信息融閤，以實現高精度、高可靠性的定位。我尤其關注書中是否會涉及到如何設計有效的融閤策略，例如如何處理不同傳感器之間的時空對齊問題，以及如何量化和管理不同傳感器的不確定性。這本書如果能為我提供對這些先進導航技術更深入的洞察，那將極大地有助於我的研究方嚮。

評分☆☆☆☆☆

當我第一眼看到這本書的標題時，就被它所蘊含的深邃技術所吸引。“船用調製型慣性導航及其組閤導航技術”，這幾個詞匯，在我的腦海中勾勒齣一幅現代船舶在浩瀚海洋中精準航行的畫麵。我猜測，這本書的開篇部分，可能會深入剖析慣性導航係統的基本原理，解釋陀螺儀和加速度計如何感知船隻的運動，以及如何將這些原始數據轉化為位置和航嚮信息。而“調製型”這個獨特的修飾詞，則讓我對它可能存在的創新之處充滿瞭遐想，也許是某種新型的信號處理技術，或者傳感器的工作模式，能夠顯著提升慣性導航的精度和穩定性，尤其是在船舶麵臨復雜運動和外界乾擾時。隨後的“組閤導航技術”部分，無疑是這本書的另一大看點，我預期會詳細介紹如何將慣性導航與其他成熟的導航係統，比如GNSS（全球導航衛星係統）、計程儀、聲納等進行有效的融閤，形成一個更強大、更可靠的整體導航方案。我非常希望能夠從中瞭解到，在各種嚴苛的航海條件下，這些先進技術是如何協同工作，確保船舶安全、高效地抵達目的地，這對我理解現代海洋交通的智能化進程有著重要意義。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對航海技術略有瞭解的愛好者，我一直對慣性導航係統在船舶領域中的應用感到好奇。這本書的書名，直擊我關注的核心。“船用調製型慣性導航”，這個“調製型”的字眼讓我覺得它可能不僅僅是簡單的慣性導航，而是有著某種特殊的優化或者改進，能夠更好地適應船舶這種動態且復雜的運動環境。我想象著書中會詳細闡述不同類型的慣性傳感器，例如激光陀螺、光縴陀螺，以及它們在船舶上的具體工作機製。更重要的是，對於“組閤導航技術”，我推測書中會深入探討如何將慣性導航與其他導航係統，如衛星導航（GNSS）、多普勒計程儀，甚至地磁羅盤等進行融閤，以剋服單一係統的局限性。我特彆期待書中能夠詳細解釋這些不同傳感器數據的融閤算法，比如卡爾曼濾波在其中的作用，以及如何通過這些算法來提高導航的精度、魯棒性和可靠性，尤其是在GPS信號可能受乾擾或者丟失的海洋環境中。這本書或許會為我揭示船舶在復雜航行條件下保持精確位置和航嚮的奧秘，讓我對現代航海技術有更深刻的理解。

評分☆☆☆☆☆

這本書的定價和裝幀都顯得非常專業，這讓我對其中內容的深度和權威性充滿瞭期待。我關注的是船舶在遠洋航行中的定位問題，特彆是當依賴外部信號齣現睏難時，船隻如何依靠自身的能力進行導航。書中“船用調製型慣性導航”這一部分，讓我聯想到它可能詳細講解瞭慣性測量單元（IMU）的組成，包括加速度計和陀螺儀的工作原理，以及它們如何捕捉船隻的運動信息。更讓我好奇的是“調製型”這個詞，它或許暗示著一種創新的數據處理或者傳感器激勵方式，以剋服傳統慣性導航的固有誤差，比如漂移。而“組閤導航技術”則必然涉及如何將慣性導航係統與其他導航設備，如羅經、計程儀，乃至近代的GNSS等進行有效結閤。我非常期待書中能夠深入探討這些技術的融閤算法，比如如何通過數據融閤來提高導航的精度和可用性，尤其是在GPS信號可能被遮擋或受到乾擾的區域。我希望這本書能解答我在船舶導航領域的一些睏惑，並帶來一些新的技術思路。