船用调制型惯性导航及其组合导航技术 国防工业出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王秋滢 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118112429

商品编码：29681171554

包装：平装-胶订

出版时间：2017-06-01

基本信息

书名：船用调制型惯性导航及其组合导航技术

定价：72.00元

作者：王秋滢

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-06-01

ISBN：9787118112429

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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王秋滢*的《船用调制型惯性导航及其组合导航技术》共分为11章，主要论述了船用调制型惯性导航系统技术及相关知识。**～3章为**部分，主要介绍了惯性导航基础知识、惯性导航系统基本工作原理及误差建模分析。第4～7章为第2部分，重点论述了调制型惯性导航系统，主要包括调制型惯性导航系统基本原理与误差分析、相对地理坐标系旋转的调制技术研究、相对地球自转轴旋转的调制技术研究以及基于罗经原理/Butterworth滤波器的姿态/速度误差抑制技术研究。第8～11章为第3部分，重点研究基于调制型惯性系统的组合导航技术，分别介绍了调制型惯性导航/星敏感器组合导航方案、船用星敏感器抗环境干扰误差抑制技术、调制型惯性导航/计程仪组合导航方案、基于调制型惯性导航/计程仪的计程仪误差抑制技术。
本书对从事惯性技术的工程技术人员具有重要的参考价值，也可作为高等院校惯性技术相关专业的研究生教材。

目录

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部分 导航基础知识章 惯性导航概述 1.1 什么是惯性导航 1.2 惯性导航发展概况 1.2.1 捷联惯性导航发展现状 1.2.2 调制型惯性导航发展现状 1.2.3 无源组合导航发展现状第2章 坐标系基础知识 2.1 坐标系定义 2.2 坐标系间关系第3章 惯性导航系统基本工作原理及误差建模分析 3.1 惯性导航系统基本原理 3.2 惯性导航系统误差传播方程 3.3 惯性导航系统误差源分类第2部分 调制型惯性导航系统第4章 调制型惯性导航系统基本原理与误差分析 4.1 调制型惯性导航系统基本原理 4.1.1 旋转调制基本原理 4.1.2 旋转调制误差源分类 4.2 旋转机构转动精度对旋转调制影响分析 4.2.1 旋转机构角变速运动对旋转调制影响及抵消方法 4.2.2 单轴旋转转台倾角对旋转调制影响及测量方法 4.3 旋转机构测角精度对旋转调制影响分析 4.3.1 旋转机构测角延迟影响分析 4.3.2 旋转机构测角精度影响分析 4.4 载体角运动对旋转调制影响分析 4.4.1 载体角运动与调制轴垂直 4.4.2 载体角运动与调制轴同向 4.4.3 载体角运动对旋转调制影响仿真分析第5章 相对地理坐标系旋转的调制技术研究 5.1 惯性组件输出误差模型 5.2 相对地理坐标系旋转的旋转方案设计原则 5.2.1 陀螺仪常值漂移抵消原则 5.2.2 陀螺仪刻度因数误差抵消原则 5.2.3 陀螺仪安装误差抵消原则 5.2.4 惯性组件误差项抵消原则 5.3 单轴旋转调制型惯性导航系统技术研究 5.3.1 单轴旋转调制正反转停方案 5.3.2 单轴转停调制系统误差方程 5.4 双轴旋转调制型惯性导航系统技术研究 5.4.1 双轴旋转调制正反转停方案 5.4.2 双轴转停调制系统误差方程第6章 相对地球自转轴旋转的调制技术研究 6.1 相对地球自转轴调制技术的提出 6.1.1 相对地球自转轴旋转调制目的 6.1.2 地球转速抵消原则 6.1.3 IMU定轴转动性质 6.2 相对地球自转轴旋转方案设计原则 6.2.1 陀螺常值漂移抵消原则 6.2.2 陀螺刻度因数误差抵消原则 6.2.3 陀螺安装误差抵消原则 6.3 相对地球自转轴旋转调制型惯性导航系统 6.3.1 相对地球自转轴旋转调制方案设计 6.3.2 相对地球自转轴调制下惯性组件调制特性 6.3.3 相对地球自转轴旋转调制方案实现方法 6.3.4 相对地球自转轴旋转调制导航信息误差特性第7章 基于罗经原理/Butterworth滤波器的姿态/速度误差抑制技术研究 7.1 旋转调制阻尼技术需要解决问题 7.1.1 基于串联校正的阻尼技术基本原理 7.1.2 串联校正阻尼技术频域分析 7.2 基于罗经原理的旋转调制姿态误差抑制算法研究 7.2.1 罗经回路对准基本原理 7.2.2 基于罗经原理的罗经法姿态解算 7.2.3 基于罗经原理的姿态误差抑制算法设计 7.2.4 罗经参数与阻尼系数等效关系 7.3 基于Butterworth滤波器的速度误差抑制算法研究 7.3.1 速度振荡误差抑制方法 7.3.2 Butterworth滤波器设计 7.4 基于双程序解算的调制型惯性导航系统 7.5 双导航解算程序陀螺误差估算方法 7.5.1 陀螺仪误差项估算基本原理 7.5.2 陀螺仪误差六位置估算方法第3部分 组合导航第8章 调制型惯性导航/星敏感器组合导航方案 8.1 星敏感器基本原理 8.2 星敏感器误差特性分析 8.3 调制型惯性导航/星敏感器组合导航方案建立 8.3.1 基于卡尔曼滤波的信息融合方案 8.3.2 基于信息耦合的信息融合方案 8.4 位置未知条件下的惯性/星敏感器粗对准方法 8.4.1 传统惯性导航粗校准基本原理 8.4.2 加速度计输出模型建立及投影转换 8.4.3 基于星敏感器/加速度计的粗对准技术第9章 船用星敏感器抗环境干扰误差抑制技术 9.1 基于ADE—BPNN的信息延迟补偿方法 9.1.1 自适应差分进化神经网络基本原理 9.1.2 基于ADE—BPNN的姿态预测技术 9.2 基于PSO—BPNN的系统观测量预测技术 9.2.1 基于粒子群优化算法的BP神经网络基本原理 9.2.2 基于PSOBPNN的系统观测量预测技术0章 调制型惯性导航/计程仪组合导航方案 10.1 计程仪基本原理与误差特性分析 10.1.1 计程仪基本原理 10.1.2 计程仪误差特性分析 10.2 调制型惯性导彬计程仪组合导航方案 10.2.1 组合导航基本原理与可观测性分析 10.2.2 能观测性分解与运动路径设计 10.2.3 基于自适应量测噪声抑制的组合导航方法1章 基于调制型惯性导j妙计程仪的计程仪误差抑制技术 11.1 基于双导航解算程序的DvL常值误差估算方法 11.1.1 DvL常值测速误差在罗经算法中的影响 11.1.2 DvL常值误差估算方法研究 11.1.3 DVL误差估算精度分析 11.2 基于自适应联邦滤波的多传感器信息融合技术 11.2.1 基于自适应信息分配因子的联邦滤波算法 11.2.2 多传感器抗干扰信息融合技术附录A附录B参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《海洋动力学与工程应用》 内容简介： 本书深入探讨了海洋环境的复杂性及其对各类海洋工程活动的关键影响，旨在为海洋工程、船舶设计、海洋资源开发及海洋环境保护等领域的科研人员、工程师和技术人员提供全面而系统的理论指导与技术参考。全书涵盖了从基础的海洋水动力学原理到复杂的工程应用实践，力求在理论深度与工程实用性之间取得平衡，为读者构建一个清晰、透彻的海洋动力学知识体系。 第一篇：海洋水动力学基础 本篇奠定了理解海洋动力学现象的基础，主要内容包括： 流体力学基本原理回顾： 详细阐述流体的连续性方程、动量方程（纳维-斯托克斯方程）、能量方程等核心概念，并结合海洋环境的特性，如水的不可压缩性、黏性等进行讨论。重点解析了边界层理论在理解流体与结构物相互作用中的作用。 波浪理论： 系统介绍各种海浪模型，包括线性波理论（ Airy波）、非线性波理论（如Stokes波、solitary波）、随机波理论（如Bretschneider谱、Pierson-Moskowitz谱）及其在海洋工程中的适用性。深入分析波浪的传播、破碎、衍射、绕射等现象，以及波浪力对海洋结构物的作用机理。 潮流与洋流： 阐述潮汐的成因、主要类型（如半日潮、全日潮）及其在不同海域的分布规律。分析洋流的形成机制（如风生洋流、密度环流、地球自转偏向力等），并重点介绍几种主要的洋流系统及其对航行、海洋工程布置的影响。 海洋边界层与混合： 深入探讨海洋表层边界层（风应力驱动）和海底边界层（底摩擦驱动）的动力学特性，以及垂直混合过程（如热力学混合、机械混合）在物质和能量输运中的作用。这对于理解泥沙输运、污染物扩散以及海洋结构物周围的水流特性至关重要。 海洋结构物的水动力载荷： 基于前述的流体力学和波浪理论，详细分析海洋结构物（如平台、码头、海上风机基础、输油气管道等）所承受的各种水动力载荷，包括波浪力、水流力、风力、浮力以及它们的组合效应。重点介绍Morison方程、二维/三维势流理论等计算方法，并探讨了流固耦合效应。 第二篇：海洋动力学在工程中的应用 本篇将海洋动力学理论与具体的工程实践相结合，重点关注海洋工程设计、施工与运营中的关键问题： 船舶水动力学： 船体阻力计算与减阻技术： 详细介绍船舶总阻力（摩擦阻力、形体阻力、粘性减阻、附加阻力等）的计算方法，包括经验公式、模型试验和CFD数值模拟。探讨各种减阻技术，如节能装置、优化船型设计、气幕减阻等。 船舶的耐波性与操纵性： 分析船舶在波浪中的运动响应，如纵摇、横摇、垂荡、横荡、纵荡、首摇等，以及这些运动对船舶安全、舒适性和载货能力的影响。阐述船舶的操纵性指标（如回转性能、直线稳定性、响应性）及其与船体形状、舵和推进器设计之间的关系。 船舶推进系统设计： 讨论螺旋桨理论、推进效率、推力与转矩计算，以及不同类型推进系统（如固定螺距螺旋桨、可调螺距螺旋桨、喷水推进器、全回转推进器）的设计要点和适用范围。 船体结构载荷与强度： 结合流体力学和波浪载荷，分析船体结构所承受的静载荷和动载荷，如总纵弯矩、剪力、局部载荷等，并介绍相应的强度校核方法和规范要求。 海洋结构物设计与分析： 固定式海洋平台： 深入探讨导管架平台、重力式平台、单点系泊系统等固定式结构物的选型、设计原则、载荷分析（环境载荷、操作载荷、自重等）及结构响应计算。重点关注疲劳分析、连接件设计等关键环节。 浮式海洋结构物： 详细介绍浮式生产储油船(FPSO)、半潜式平台、张力腿平台(TLP)、Spar平台等浮式结构物的系泊系统设计、动力响应分析、稳定性校核以及在风、浪、流作用下的运动特性。 海上风力发电基础： 针对单桩基础、导管架基础、吸力式基础、重力式基础、漂浮式基础等多种海上风机基础类型，分析其在波浪、水流、风和地基相互作用下的受力特性与设计方法。 水下结构物设计： 介绍水下管道、电缆、观测站等结构物的水动力载荷、稳定性、埋设及防护技术。 海洋资源开发工程： 海洋油气工程： 详细阐述海上油气勘探、开发、生产过程中的各种工程挑战，包括井口平台设计、水下生产系统、海底管道铺设与维护、FPSO的运营管理等。特别关注高温高压、深海环境下的技术要求。 海洋矿产开发： 介绍深海矿产（如多金属结核、富钴结壳、海底热液硫化物）的探测、开采设备设计、采矿系统动力学分析以及对海洋环境的影响评估。 海洋可再生能源工程： 重点分析潮汐能、波浪能、潮流能、温差能发电装置的选型、设计、布置、发电效率、载荷分析及并网技术。 海洋环境保护与生态工程： 污染物扩散与输运模型： 介绍海洋中污染物（如油污、工业废水、生活污水）的扩散机理、输运模型（如拉格朗日模型、欧拉模型）及其在环境影响评价中的应用。 泥沙运动与海岸动力学： 探讨海浪、潮流对海底泥沙的冲刷、输运和沉积过程，以及它们对海岸线变化、港口航道淤积的影响。介绍海岸防护工程（如防波堤、护岸、消浪建筑物）的设计原理。 海洋生物与结构物相互作用： 分析海洋生物附着（如贝类、藻类）对结构物水动力性能和疲劳寿命的影响，以及海洋结构物对海洋生态系统的潜在影响。 第三篇：先进海洋工程技术与发展趋势 本篇展望了海洋工程的未来发展方向，介绍了一些前沿技术和研究热点： 数值模拟与仿真技术（CFD）： 详细介绍计算流体力学（CFD）在海洋工程中的应用，包括船体水动力性能预测、波浪载荷分析、流固耦合模拟、湍流模型选择等，以及其在设计优化和风险评估中的作用。 水下机器人与自主系统： 探讨深海探测、海底管线检测、海洋结构物维护等领域中水下机器人（ROV、AUV）的设计、控制、导航技术及其在海洋工程中的应用。 海洋结构物的健康监测与维护： 介绍结构健康监测（SHM）技术，包括应变监测、振动监测、腐蚀监测等，以及其在延长结构物寿命、保障安全运行中的作用。 深海工程技术： 聚焦深海开发面临的挑战，如高压、低温、腐蚀等环境下的材料选择、设备设计、施工技术和安全保障。 智能海洋工程： 探讨大数据、人工智能、物联网等技术在海洋工程中的融合应用，例如智能导航、预测性维护、自动化作业等。 总结： 《海洋动力学与工程应用》力求全面、深入地呈现海洋动力学原理及其在各个海洋工程领域的实际应用。通过系统梳理和详细阐述，本书旨在帮助读者掌握分析和解决复杂海洋工程问题的必备知识和方法，并对该领域未来的发展趋势有一个前瞻性的认识，为推动我国海洋事业的持续发展提供坚实的技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

初翻目录，便被其中涵盖的深度和广度所震撼。它似乎不仅仅停留在传统的惯性导航原理介绍，而是直接切入了当前最前沿的“调制型”这一关键技术点。我对其中关于误差补偿模型和滤波算法的部分尤其感兴趣，通常这个领域要么过于理论化，要么又过于简略，但这本书似乎找到了一个绝佳的平衡点。它没有回避那些晦涩难懂的矩阵运算和状态估计过程，而是用一种层层递进的方式，将复杂的数学工具融入到实际的工程问题解决之中。我注意到它详细论述了如何利用特定的调制策略来增强信号对环境干扰的抵抗能力，这对于实际应用中提高导航精度和可靠性简直是釜底抽薪的改进。这种务实又具前瞻性的内容组织，让人对后续的学习充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计和印刷质量实在令人惊艳，纸张厚实，文字清晰锐利，即使是复杂的数学公式和图表也毫无模糊之处。封面设计充满了工业美感，蓝灰色的主调搭配简洁的线条，让人一眼就能感受到其专业和严谨的气息。尤其是那些系统框图，绘制得极其规范，各种模块间的连接逻辑一目了然，这对于理解复杂的导航系统架构至关重要。拿到手里，就能感觉到这是一本经过精心打磨的专业书籍，而不是匆匆忙忙赶出来的教材。内页的排版也相当考究，章节标题和正文的字体大小和行距都拿捏得恰到好处，长时间阅读也不会感到视觉疲劳。这样的硬件基础，无疑为深入研读书中的技术内容提供了极佳的物理载体，体现了国防工业出版社一贯的出版水准。

评分☆☆☆☆☆

如果要用一句话来概括我的初步印象，那就是：这是一本“干货”十足，且极具“操作性”的专业参考书。它不是一本供初学者快速入门的入门读物，而更像是一本面向有一定基础、渴望解决实际工程难题的工程师或研究生的深度手册。书中的案例分析和具体实现思路，明显是经过长时间的研发迭代和反复验证的产物。阅读这本书，就像是直接站在了行业内资深专家的肩膀上，能够快速洞察到当前技术瓶颈和未来发展的方向。对于任何从事高精度自主导航系统开发的人员来说，这本书的价值远超其售价，它提供的是一种解决问题的思维框架和经过验证的技术路径图，绝对值得珍藏和反复研读。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中的一个深刻感受是，作者在描述技术细节时，展现出了一种罕见的工程实践经验。很多教科书在讲解完理论公式后，便戛然而止，留给读者自己去揣摩如何将其转化为可运行的代码或实际的硬件配置。然而，这本书在介绍完某个算法后，往往会紧接着分析其在真实平台（如无人机或水下航行器）上可能遇到的非线性效应和实际参数限制。比如，它探讨了温度漂移对陀螺仪性能的影响，并给出了基于历史数据进行参数修正的具体流程，这比空谈理想化的卡尔曼滤波模型要实用得多。这种从实验室走向战场的思维路径，对于工程技术人员来说，简直是如获至宝，极大地缩短了理论向工程转化的学习曲线。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点在于其对“组合导航”的系统性阐述。惯导与GPS、星敏感器、视觉里程计等其他传感器的融合，是现代高精度导航系统的必然趋势，但如何实现高效、鲁棒的融合，其中的技术壁垒非常高。这本书没有简单地罗列各种融合架构，而是深入分析了不同导航源之间的互补性与冗余性设计原则。特别是关于信息权重分配和故障诊断的部分，写得极为细致入微。它似乎在引导读者思考：当一个传感器数据不可信时，系统应如何智能地切换或降权，以保证整体导航输出的连续性和准确性。这种对系统健壮性的极致追求，体现了国防装备对导航系统所要求的极高标准。