导航技术在为现代战争提供核心支撑的同时,也越来越多地为民用领域的需求服务。近年,对导航原理的研究取得了长足的进步,相应地,可以运用的导航手段也越来越丰富。
《导航技术基础(第2版)》的内容涵盖了惯性导航、无线电导航、卫星导航、特征匹配导航以及天文导航等方面的基本原理和典型应用,并对导航所用到的时间系统、空间坐标等数学基础也进行了较为细致的介绍。此外,该书还以车载“惯性/卫星”组合导航试验为案例,分析了组合导航系统的基本设计流程。
《导航技术基础(第2版)》侧重基础、内容精炼,可以作为高等院校相关专业本科生的教材,也可供导航领域的研究、设计人员参考。
导航技术的发展源于人类社会早期的军事和生产活动对方位或位置识别的需求。随着社会的进步和生产力的提高,人类的活动空间不断拓展,已经从陆地走向浩瀚的大海,从近地空间升向无尽的太空。人类活动对导航不仅提出了越来越广泛的应用需求,而且提出了越来越高的技术要求,这是导航技术发展的巨大牵引力。近代数学、物理学、力学、天文学、光学、材料学,以及微电子技术、计算机技术、通信技术等科学技术的飞速发展,为导航技术的发展提供了无尽的推动力。从技术发展层面讲,导航技术已从早期的天文导航、惯性导航、无线电导航等主要手段,拓展到了今天的卫星导航、特征匹配导航(包括地磁匹配、重力匹配、图像匹配等)、激光导航、仿生导航、多传感器组合导航、基于计算机网络的协同导航等,可谓百花齐放。从应用层面看,导航技术无论是在军事领域,还是在人类活动的其他领域,都得到了越来越广泛的应用,发挥着不可或缺的作用。
导航技术涉及诸多学科领域,技术内涵十分丰富。作为导航技术专业的本科生教材,本书重点介绍导航技术涉及的一些基础知识和几种常用的导航系统的基本原理与方法。全书共分9章。第1章介绍导航的基本概念和导航技术的发展简况。第2章介绍导航技术用到的基础知识,包括球面三角形基本知识、地球的基本知识和时间系统与空间坐标等内容。第3章介绍惯性导航,包括航位推算方法、惯性导航系统组成、惯性仪表、惯性导航计算机、惯性导航系统的初始对准等内容。第4章介绍无线电导航,包括无线电导航的基本原理、无线电导航系统分类、无线电导航系统的主要技术指标、双曲线导航等内容。第5章介绍卫星导航,包括卫星导航定位原理、GPS系统、北斗卫星导航系统等内容。第6章介绍特征匹配导航,包括地形匹配导航、图像匹配导航、地图匹配导航、地球位场匹配导航等内容。第7章介绍天文导航,包括航海天文导航和航天天文导航。第8章介绍组合导航,包括卡尔曼滤波基本原理、组合导航系统结构、惯性/卫星组合导航等内容。第9章介绍新型导航技术,包括视觉导航、仿生智能导航、协同导航等内容。在第1版的基础上,根据读者反馈的建议,同时考虑到近十年导航技术的进步和发展,本书对前8章进行了修改完善,增加了第9章新型导航技术。
本书第1章、第4章和第7章由胡小平执笔,第2章由吴美平执笔,第3章由潘献飞和胡小平执笔,第5章由何晓峰、范晨执笔,第6章由张礼廉执笔,第8章由何晓峰执笔,第9章由范晨、毛军、穆华执笔,书中插图和公式校核等工作由张礼廉、毛军、屈豪、范颖等完成。全书由胡小平统稿。
在编写本书的过程中,得到国防科技大学导航技术实验室吴文启、曹聚亮等同事的大力帮助,国防工业出版社辛俊颖编辑对本书的出版给予了极大的支持和帮助,在此一并表示诚挚的感谢。
导航技术涉及多门学科前沿,理论与技术的发展也还在与时俱进,鉴于编著者水平所限,书中疏漏和错误之处在所难免,恳请读者批评指正。