《艦船綜合導航系統》是2019年09月01日科學出版社出版的圖書，作者是李文魁等。
基本介紹
- 書名：艦船綜合導航系統
- 作者：李文魁等
- ISBN：9787030623904
- 頁數：216
- 定價：56.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2019年09月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以艦船綜合導航系統為對象，系統介紹綜合導航技術和裝備發展的最新成果。全書共分9章。第1章全面介紹艦船綜合導航系統的歷史、現狀和功能；第2章介紹綜合導航相關基礎知識；第3章介紹綜合導航主要信息源設備；第4章介紹綜合導航系統相關接口；第5～7章詳細闡述綜合導航信息處理有關的濾波理論、組合模式和組合實例，重點對捷聯慣性基的組合導航算法進行深入探討；第8章介紹綜合船橋系統與航海作業設備；第9章介紹綜合導航中的航海計算方法。附錄提供部分濾波仿真實例程式。
圖書目錄
第1章 緒論 1
1.1 綜合導航的產生 1
1.1.1 導航技術的發展歷程 1
1.1.2 單一導航手段的局限性 3
1.1.3 高性能導航系統的需要 4
1.2 綜合導航系統及其特點 5
1.2.1 綜合導航的基本概念 5
1.2.2 綜合導航系統的特點 5
1.3 綜合導航系統的基本組成及基本功能 6
1.3.1 綜合導航系統的基本組成 6
1.3.2 綜合導航系統的基本功能 9
1.4 綜合導航的發展 10
1.4.1 綜合導航技術的發展 10
1.4.2 國內外艦船綜合導航系統的發展 11
思考題 13
第2章 導航基礎 14
2.1 地球和坐標系 14
2.1.1 地球的描述 14
2.1.2 導航常用坐標系 21
2.2 方向、速度和距離 23
2.2.1 航向和方位 23
2.2.2 速度和距離 25
2.3 時間系統 28
2.3.1 時間系統簡介 28
2.3.2 常用時間系統 28
2.4 海圖 30
2.4.1 海圖投影方法 30
2.4.2 比例尺 32
2.4.3 海圖分類 32
思考題 33
第3章 綜合導航信息源 34
3.1 導航信息及信息源設備 34
3.2 慣性導航設備 35
3.2.1 陀螺羅經 35
3.2.2 慣性導航系統 37
3.3 計程儀和測深儀 42
3.3.1 計程儀 42
3.3.2 測深儀 44
3.4 無線電導航系統 45
3.4.1 常用無線電導航系統 45
3.4.2 羅蘭C系統 45
3.4.3 導航雷達與自動雷達標繪儀 47
3.4.4 自動識別系統 49
3.5 衛星導航系統 50
3.5.1 GPS全球衛星定位系統 50
3.5.2 北斗衛星導航系統 52
3.6 氣象導航設備 56
3.6.1 氣象儀 56
3.6.2 氣象傳真機 58
3.7 天文導航原理及設備 59
3.7.1 天文導航原理 59
3.7.2 天文導航設備 62
思考題 63
第4章 綜合導航系統接口 64
4.1 數字接口 64
4.1.1 串列接口 64
4.1.2 CAN匯流排 68
4.1.3 乙太網 72
4.2 自整角機/旋轉變壓器 75
4.2.1 自整角機 75
4.2.2 旋轉變壓器 76
4.2.3 自整角機/旋轉變壓器軸角-數字轉換 77
思考題 78
第5章 綜合導航信息處理技術 80
5.1 綜合導航信息預處理 80
5.1.1 野值剔除 80
5.1.2 時間同步 82
5.1.3 空間基準統一 83
5.2 估計理論與信息融合 84
5.2.1 最優估計 84
5.2.2 高斯濾波 85
5.2.3 多源信息融合 87
5.3 線性卡爾曼濾波器設計 88
5.3.1 動態系統線性模型 88
5.3.2 卡爾曼濾波方程 90
5.3.3 卡爾曼濾波算例 93
5.3.4 實用卡爾曼濾波技術 96
5.4 非線性卡爾曼濾波 97
5.4.1 非線性濾波簡介 97
5.4.2 擴展卡爾曼濾波 98
5.4.3 無跡卡爾曼濾波 102
5.4.4 濾波實例 103
5.5 容錯導航與聯邦卡爾曼濾波 104
5.5.1 故障診斷和容錯設計 104
5.5.2 聯邦卡爾曼濾波 106
5.5.3 綜合導航系統容錯設計實例 109
5.6 導航系統性能評估 111
5.6.1 導航系統性能參數 111
5.6.2 導航參數精度評估 113
思考題 115
第6章 艦船組合導航模式 116
6.1 組合導航基本模式 116
6.2 艦船動態系統模型及濾波參數設計 118
6.3 基於船位推算的組合模式 122
6.3.1 船位推算系統模型 122
6.3.2 船位推算/羅蘭C組合 127
6.3.3 船位推算/GPS組合 132
6.4 慣性基組合導航系統的組合模式 135
6.4.1 慣性導航系統組合校正 135
6.4.2 慣性導航/衛星導航組合 137
6.4.3 慣性導航/天文導航組合 139
6.4.4 慣性導航/都卜勒計程儀組合 140
6.4.5 慣性導航/靜電陀螺監控器組合 140
6.5 艦船組合導航模式實例 141
6.5.1 系統簡介 141
6.5.2 數據融合與組合模式 142
思考題 143
第7章 慣性基組合導航濾波 144
7.1 姿態表達 144
7.1.1 歐拉角 144
7.1.2 四元數 146
7.1.3 羅德里格斯參數族 150
7.2 平台慣性基組合導航濾波 153
7.2.1 平台慣性導航/GPS組合系統模型 153
7.2.2 濾波實例 157
7.3 捷聯慣性基組合導航濾波 158
7.3.1 捷聯慣性導航方程 159
7.3.2 捷聯慣性基組合導航濾波 162
7.3.3 捷聯慣性導航/GPS濾波實例 169
思考題 172
第8章 綜合船橋系統與航海作業設備 173
8.1 綜合船橋系統 173
8.1.1 綜合船橋系統的產生與發展 173
8.1.2 綜合船橋系統的組成 176
8.1.3 綜合船橋系統的主要功能 177
8.1.4 綜合船橋系統的關鍵技術 178
8.2 電子海圖顯示與信息系統 180
8.2.1 基本概念 180
8.2.2 電子海圖顯示與信息系統的國際標準 181
8.2.3 電子海圖 185
8.2.4 電子海圖套用系統 187
8.3 航跡儀 191
思考題 192
第9章 綜合導航中的航海計算 193
9.1 船位推算 193
9.1.1 不計風、流的計算航法 193
9.1.2 風、流中的航跡繪算 195
9.1.3 船位推算誤差 196
9.2 地文定位 197
9.2.1 方位定位 197
9.2.2 三標兩角定位 199
9.2.3 距離定位 200
9.2.4 一方位一距離定位 201
思考題 202
參考文獻 203
附錄A 主要縮略詞 205
附錄B 濾波仿真實例程式 206
B1 雷達測距卡爾曼濾波程式 206
B2 SINS/GPS組合導航MEKF濾波程式 207
1.1 綜合導航的產生 1
1.1.1 導航技術的發展歷程 1
1.1.2 單一導航手段的局限性 3
1.1.3 高性能導航系統的需要 4
1.2 綜合導航系統及其特點 5
1.2.1 綜合導航的基本概念 5
1.2.2 綜合導航系統的特點 5
1.3 綜合導航系統的基本組成及基本功能 6
1.3.1 綜合導航系統的基本組成 6
1.3.2 綜合導航系統的基本功能 9
1.4 綜合導航的發展 10
1.4.1 綜合導航技術的發展 10
1.4.2 國內外艦船綜合導航系統的發展 11
思考題 13
第2章 導航基礎 14
2.1 地球和坐標系 14
2.1.1 地球的描述 14
2.1.2 導航常用坐標系 21
2.2 方向、速度和距離 23
2.2.1 航向和方位 23
2.2.2 速度和距離 25
2.3 時間系統 28
2.3.1 時間系統簡介 28
2.3.2 常用時間系統 28
2.4 海圖 30
2.4.1 海圖投影方法 30
2.4.2 比例尺 32
2.4.3 海圖分類 32
思考題 33
第3章 綜合導航信息源 34
3.1 導航信息及信息源設備 34
3.2 慣性導航設備 35
3.2.1 陀螺羅經 35
3.2.2 慣性導航系統 37
3.3 計程儀和測深儀 42
3.3.1 計程儀 42
3.3.2 測深儀 44
3.4 無線電導航系統 45
3.4.1 常用無線電導航系統 45
3.4.2 羅蘭C系統 45
3.4.3 導航雷達與自動雷達標繪儀 47
3.4.4 自動識別系統 49
3.5 衛星導航系統 50
3.5.1 GPS全球衛星定位系統 50
3.5.2 北斗衛星導航系統 52
3.6 氣象導航設備 56
3.6.1 氣象儀 56
3.6.2 氣象傳真機 58
3.7 天文導航原理及設備 59
3.7.1 天文導航原理 59
3.7.2 天文導航設備 62
思考題 63
第4章 綜合導航系統接口 64
4.1 數字接口 64
4.1.1 串列接口 64
4.1.2 CAN匯流排 68
4.1.3 乙太網 72
4.2 自整角機/旋轉變壓器 75
4.2.1 自整角機 75
4.2.2 旋轉變壓器 76
4.2.3 自整角機/旋轉變壓器軸角-數字轉換 77
思考題 78
第5章 綜合導航信息處理技術 80
5.1 綜合導航信息預處理 80
5.1.1 野值剔除 80
5.1.2 時間同步 82
5.1.3 空間基準統一 83
5.2 估計理論與信息融合 84
5.2.1 最優估計 84
5.2.2 高斯濾波 85
5.2.3 多源信息融合 87
5.3 線性卡爾曼濾波器設計 88
5.3.1 動態系統線性模型 88
5.3.2 卡爾曼濾波方程 90
5.3.3 卡爾曼濾波算例 93
5.3.4 實用卡爾曼濾波技術 96
5.4 非線性卡爾曼濾波 97
5.4.1 非線性濾波簡介 97
5.4.2 擴展卡爾曼濾波 98
5.4.3 無跡卡爾曼濾波 102
5.4.4 濾波實例 103
5.5 容錯導航與聯邦卡爾曼濾波 104
5.5.1 故障診斷和容錯設計 104
5.5.2 聯邦卡爾曼濾波 106
5.5.3 綜合導航系統容錯設計實例 109
5.6 導航系統性能評估 111
5.6.1 導航系統性能參數 111
5.6.2 導航參數精度評估 113
思考題 115
第6章 艦船組合導航模式 116
6.1 組合導航基本模式 116
6.2 艦船動態系統模型及濾波參數設計 118
6.3 基於船位推算的組合模式 122
6.3.1 船位推算系統模型 122
6.3.2 船位推算/羅蘭C組合 127
6.3.3 船位推算/GPS組合 132
6.4 慣性基組合導航系統的組合模式 135
6.4.1 慣性導航系統組合校正 135
6.4.2 慣性導航/衛星導航組合 137
6.4.3 慣性導航/天文導航組合 139
6.4.4 慣性導航/都卜勒計程儀組合 140
6.4.5 慣性導航/靜電陀螺監控器組合 140
6.5 艦船組合導航模式實例 141
6.5.1 系統簡介 141
6.5.2 數據融合與組合模式 142
思考題 143
第7章 慣性基組合導航濾波 144
7.1 姿態表達 144
7.1.1 歐拉角 144
7.1.2 四元數 146
7.1.3 羅德里格斯參數族 150
7.2 平台慣性基組合導航濾波 153
7.2.1 平台慣性導航/GPS組合系統模型 153
7.2.2 濾波實例 157
7.3 捷聯慣性基組合導航濾波 158
7.3.1 捷聯慣性導航方程 159
7.3.2 捷聯慣性基組合導航濾波 162
7.3.3 捷聯慣性導航/GPS濾波實例 169
思考題 172
第8章 綜合船橋系統與航海作業設備 173
8.1 綜合船橋系統 173
8.1.1 綜合船橋系統的產生與發展 173
8.1.2 綜合船橋系統的組成 176
8.1.3 綜合船橋系統的主要功能 177
8.1.4 綜合船橋系統的關鍵技術 178
8.2 電子海圖顯示與信息系統 180
8.2.1 基本概念 180
8.2.2 電子海圖顯示與信息系統的國際標準 181
8.2.3 電子海圖 185
8.2.4 電子海圖套用系統 187
8.3 航跡儀 191
思考題 192
第9章 綜合導航中的航海計算 193
9.1 船位推算 193
9.1.1 不計風、流的計算航法 193
9.1.2 風、流中的航跡繪算 195
9.1.3 船位推算誤差 196
9.2 地文定位 197
9.2.1 方位定位 197
9.2.2 三標兩角定位 199
9.2.3 距離定位 200
9.2.4 一方位一距離定位 201
思考題 202
參考文獻 203
附錄A 主要縮略詞 205
附錄B 濾波仿真實例程式 206
B1 雷達測距卡爾曼濾波程式 206
B2 SINS/GPS組合導航MEKF濾波程式 207
