| 词条 | 水下定位与导航技术 |
| 释义 | 《水下导航定位技术》在简要介绍水下导航定位技术发展历史、现状和趋势的基础上，对不同导航定位系统的工作原理进行了系统介绍，主要包括惯性导航定位系统、水下声学导航定位系统以及基于地球物理属性匹配的水下导航定位系统。基于上述系统，以惯性导航系统为主导航系统，匹配导航系统为辅助导航系统，介绍了不同水下组合导航定位系统。 水下导航定位技术 [平装]~ 张红梅(作者), 赵建虎(作者), 杨鲲(作者), 田春和(作者) 内容简介《水下导航定位技术》可作为导航或相关专业本科生和研究生教材，也可供从事水下导航定位技术方面工作和研究人员参考。《水下导航定位技术》是由武汉大学出版社出版的。 目录第1章 绪论 1.1 概述 1.2 水下导航发展的历史和现状 1.2.1 惯性导航 1.2.2 声学导航 1.2.3 地形/地貌匹配导航 1.2.4 重力匹配导航 1.2.5 地磁匹配导航 小结 第2章 导航坐标系及其相互转换 2.1 导航常用坐标系 2.2 坐标系间的转换 2.2.1 惯性坐标系到非惯性坐标系的转换 2.2.2 地球坐标系到导航坐标系的转换 2.2.3 导航坐标系与载体坐标系的转换 2.2.4 载体坐标系与计算坐标系间的转换 小结 第3章 惯性导航系统 3.1 系统组成及分类 3.2 平台式惯性导航系统 3.2.1 惯导平台 3.2.2 平台伺服回路性能指标 3.2.3 三轴平台伺服回路的耦合与隔离 3.2.4 游动方位惯导系统导航参数的计算 3.3 捷联式惯性导航系统 3.3.1 捷联式惯导系统的姿态计算 3.3.2 捷联式惯导系统导航参数的解算 3.4 惯导系统误差分析 3.4.1 惯导系统的误差方程 3.4.2 惯导系统的基本误差特性 小结 第4章 水下声学导航定位 4.1 概述 4.2 系统组成及导航定位方式 4.3 水声导航定位系统及其工作原理 4.3.1 长基线声学定位系统 4.3.2 短基线声学定位系统 4.3.3 超短基线声学定位系统 4.4 系统数据处理 4.4.1 数据质量控制 4.4.2 船姿改正 4.4.3 水听器基阵偏移改正 4.4.4 声速改正 4.4.5 坐标转换 4.5 导航定位实施 4.5.1 准备工作 4.5.2 水下导航定位 4.6 导航定位误差分析 4.6.1 声学导航系统误差 4.6.2 辅助设备精度 4.6.3 定位精度综合分析 小结 第5章 水下地形匹配导航 5.1 概述 5.2 水下地形测量系统 5.2.1 单波束测深系统 5.2.2 多波束回声测深系统 5.2.3 高分辨率测深侧扫声呐系统 5.2.4 机载激光测深系统 5.2.5 水深遥感 5.3 测深数据处理 5.3.1 声速改正/声线跟踪 5.3.2 测点地理坐标计算 5.3.3 潮位改正 5.4 海床地形描述 5.4.1 海床地形格网化 5.4.2 海床地形等深线描述 5.5 水下地形匹配定位技术 5.5.1 基于等深线走向的海床地形匹配算法 5.5.2 基于等深线图像的地形匹配算法 5.5.3 基于链码和形状特征的等深线综合匹配算法 5.6 实验及分析 小结 第6章 海床地貌匹配导航 6.1 海床地貌图像的获取及数据处理 6.1.1 声呐图像的形成 6.1.2 多波束声呐图像 6.1.3 侧扫声呐图像 6.2 声呐图像处理技术 6.2.1 图像平滑 6.2.2 图像增强 6.2.3 图像边缘检测和分割 6.3 地貌图像匹配导航技术 6.3.1 SIFT匹配算法 6.3.2 SURF匹配算法 6.3.3 SURF和SIF'I匹配方法比较 6.4 约束匹配算法 6.5 匹配实验及分析 小结 第7章 水下地磁匹配导航 7.1 水下地磁匹配导航系统组成 7.2 地磁测量及数据处理 7.2.1 地磁测量 7.2.2 地磁数据处理 7.3 地磁场建模 7.3.1 拟合建模法 7.3.2 内插建模法 7.3.3 基于位理论的建模方法 7.4 地磁匹配导航算法 7.4.1 TERCOM匹配算法及其改进算法 7.4.2 ICCP匹配算法 7.4.3 改进型ICCPI~配算法 小结 第8章 水下组合导航系统 8.1 卡尔曼滤波 8.1.1 离散系统卡尔曼滤波的数学描述 8.1.2 自适应卡尔曼滤波 8.2 地形辅助INS水下组合导航系统 8.2.1 系统组成 8.2.2 系统工作原理 8.2.3 系统误差分析 8.2.4 实验及分析 8.3 地貌辅助INS水下组合导航系统 8.3.1 系统组成 8.3.2 导航工作原理 8.3.3 系统误差分析 8.3.4 实验 8.4 地磁辅助INS水下组合导航系统 8.4.1 系统组成 8.4.2 系统工作原理 8.4.3 系统误差分析 8.4.4 实验及分析 8.5 地形/地貌/地磁综合辅助INS水下组合导航系统 8.5.1 系统组成 8.5.2 系统工作原理 8.5.3 系统误差分析 8.5.4 实验及分析 小结 参考文献 序言由于水介质的特殊性，诸如光学导航、无线电导航、卫星导航等常用的导航技术在水下难以被采用。因此，相对陆空导航，水下导航可利用资源较少，实施起来相对困难。无源、自主惯性导航系统短时间内具有导航精度高、导航信息全面等特点，非常适合水下导航。但由于系统漂移，长时间导航会存在误差积累。随着现代科学技术的发展，特别是我国海洋强国战略的实施，对水下导航在精度和可靠性方面都提出了更高的要求，仅靠单一惯性导航系统很难满足这些要求，因此需要形成以惯性导航系统为主导航系统、其他导航系统为辅助导航系统的组合导航系统，以提高导航的精度和可靠性，这也是当前水下导航技术的发展趋势。 本书在分析国内外水下导航技术的基础上，介绍了惯性导航技术和水下声学导航技术以及基于匹配思想的导航技术的原理，最后对水下组合导航系统的设计方法和系统性能进行了详述并给出了实验验证。 全书由八章组成，分别为： 第1章绪论 第2章导航坐标系及其相互转换 第3章惯性导航系统 第4章水下声学导航定位 第5章水下地形匹配导航 第6章海床地貌匹配导航 第7章水下地磁匹配导航 第8章水下组合导航系统 本书由国家863项目“地形地貌与地磁水下组合导航定位关键技术研究”（项目编号2009AAl22311）资助，由承担项目的武汉大学和天津水运工程科学研究所两个单位课题参加人员联合完成。其中，张红梅、杨鲲完成第1章、第3章的撰写；赵建虎、杨鲲完成第2章的撰写；杨鲲、张红梅、田春和、张彦昌完成第4章的撰写；张红梅、赵建虎完成第5章、第6章的撰写；赵建虎、张红梅完成第7章和第8章的撰写。 本书的所有原始试验数据由合作单位天津水运工程科学研究所提供，在此表示感谢。同时，博士生张凯、硕士生孟先阔为地形匹配导航试验提供了实验成果；博士后陶维亮、硕士生邵楠为地貌匹配导航试验提供了实验成果；博士生王胜平、王爱学为地磁匹配导航试验提供了实验成果；博士后陶维亮、博士生王胜平、张凯和王爱学为水下组合导航试验提供了实验成果。在此一并表示感谢。 作者：田坦 编著 ISBN：10位[7118052248]13位[9787118052244] 出版社：国防工业出版社 出版日期：2007-9-1 定价：￥22.00元 内容提要本书详细介绍了水下定位与导航的基本原理和采用的技术。书中分别叙述了水下长基线、短基线、超短基线声学定位技术，声多普勒和声相关测速技术，海底地形地貌测量技术及其信号处理方法。 本书突出原理和技术方面的叙述、分析，内容由浅入深，便于自学。它可作为高等院校水声工程专业研究生教材和从事声呐设计技术人员的参考书，也可供雷达、信息处理及导航专业的师生参考。 编辑推荐本书详细介绍了水下定位与导航的基本原理和采用的技术。书中分别叙述了水下长基线、短基线、超短基线声学定位技术，声多普勒和声相关测速技术，海底地形地貌测量技术及其信号处理方法。 本书突出原理和技术方面的叙述、分析，内容由浅入深，便于自学。它可作为高等院校水声工程专业研究生教材和从事声呐设计技术人员的参考书，也可供雷达、信息处理及导航专业的师生参考。 目录第1章 绪论 1.1 定位与导航概述 1.2 水面舰船的定位导航方法 1.3 水下导航定位技术的发展 1.4 水声定位与导航技术简介 1.4.1水声定位系统 1.4.2 声学测速和计程设备 1.4.3 地形地貌测量 1.5声呐方程及有关参数 1.5.1主动声呐方程 1.5.2 被动声呐方程 1.6 本书的安排 参考文献 第2章 短基线水声定位系统 2.1引言 2.2 使用非同步信标的短基线系统 2.3 使用应答器的短基线水声定位系统 2.3.1使用应答器的优点 2.3.2 定位解算方法 2.4 位置修正 2.5 短基线系统的应用实例——船舷悬挂式目标轨迹短基线测量系统 2.5.1引言 2.5.2定位方程 2.5.3 误差源分析 2.5.4 基阵校准与水下姿态修正 2.5.5距离模糊问题和数据预处理 2.6 本章小结 参考文献 第3章 超短基线水声定位系统 3.1引言 3.2 入射角和深度方式（非同步信标方式）位置解算 3.3 入射角与距离算法（应答器或响应器方式） 3.4超短基线定位系统定位误差分析 3.5改善超短基线定位系统定位精度的措施 3.5.1引言 3.5.2 增大基元间距改善定位精度 3.5.3 采用宽带信号提高定位精度 3.6 超短基线定位系统相位差测量方法 3.6.1自适应陷波滤波器（Notch滤波器） 3.6.2自适应相位差估计器 3.7 超短基线定位系统的标校 3.7.1基元相位差校准 3.7.2 超短基线系统的海上校准 3.8本章小结 参考文献 第4章 长基线水声定位系统 4.1引言 4.2 长基线水声定位系统的几种应用模式 4.2.1舰船导航模式 4.2.2 长基线有缆潜器（TTS）导航模式 4.2.3长基线无缆潜器（FSS）定位模式 4.3 海底应答器阵的校准 4.3.12 个应答器的情况 4.3.23 个应答器的情况 4.3.3 用于四边形应答器阵的两种校准方法 4.4 长基线定位系统的跟踪定位算法 4.4.1 2个应答器导航 4.4.2 3个应答器导航定位 4.4.3 4个应答器导航定位 4.5长基线深水应答器水声导航系统应用实例 4.5.1系统组成 4.5.2 定位解算方程 4.5.3 定位解算方法 4.5.4海底应答器阵相对位置的测定 4.5.5深水长基线系统的声速补偿 4.5.6 数据的预处理 4.6 本章小结 参考文献 第5章 声多普勒测速技术 5.1引言 5.2 舰船多普勒测速原理 …… 第6章 声相关测速技术 第7章 多波束回波测深技术 参考文献 |
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