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水下导航定位技术PDF电子书下载

交通运输

• 作 者：张红梅，赵建虎，杨鲲等编着
• 出 版 社：武汉：武汉大学出版社
• 出版年份：2010
• ISBN：9787307082564
• 页数：195 页

图书介绍：本书对不同导航定位系统的工作原理进行了系统地介绍，这些系统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。 查看图书目录点击购买PDF全本电子书 上一篇：汽车工程手册 9 维修保养·再利用·生命周期评价篇下一篇：全国二级建造师执业资格考试辅导 公路工程管理与实务复习题集 2011年版 《水下导航定位技术》目录 标签：红梅 编着 定位 导航 技术

第1章　绪论1

1.1　概述1

1.2　水下导航发展的历史和现状2

1.2.1 惯性导航3

1.2.2　声学导航4

1.2.3　地形／地貌匹配导航6

1.2.4　重力匹配导航8

1.2.5　地磁匹配导航9

小结11

第2章　导航坐标系及其相互转换12

2.1　导航常用坐标系12

2.2　坐标系间的转换15

2.2.1 惯性坐标系到非惯性坐标系的转换15

2.2.2 地球坐标系到导航坐标系的转换16

2.2.3 导航坐标系与载体坐标系的转换16

2.2.4 载体坐标系与计算坐标系间的转换17

小结17

第3章　惯性导航系统18

3.1 系统组成及分类18

3.2　平台式惯性导航系统19

3.2.1 惯导平台20

3.2.2 平台伺服回路性能指标20

3.2.3 三轴平台伺服回路的耦合与隔离22

3.2.4　游动方位惯导系统导航参数的计算23

3.3　捷联式惯性导航系统27

3.3.1 捷联式惯导系统的姿态计算28

3.3.2　捷联式惯导系统导航参数的解算32

3.4　惯导系统误差分析33

3.4.1 惯导系统的误差方程34

3.4.2　惯导系统的基本误差特性36

小结40

第4章　水下声学导航定位41

4.1 概述41

4.2　系统组成及导航定位方式41

4.3　水声导航定位系统及其工作原理43

4.3.1 长基线声学定位系统43

4.3.2　短基线声学定位系统47

4.3.3　超短基线声学定位系统49

4.4　系统数据处理52

4.4.1　数据质量控制52

4.4.2　船姿改正55

4.4.3　水听器基阵偏移改正55

4.4.4 声速改正56

4.4.5 坐标转换58

4.5　导航定位实施61

4.5.1 准备工作61

4.5.2　水下导航定位64

4.6　导航定位误差分析68

4.6.1 声学导航系统误差68

4.6.2　辅助设备精度71

4.6.3　定位精度综合分析71

小结72

第5章　水下地形匹配导航73

5.1 概述73

5.2　水下地形测量系统74

5.2.1 单波束测深系统74

5.2.2 多波束回声测深系统74

5.2.3 高分辨率测深侧扫声呐系统76

5.2.4　机载激光测深系统77

5.2.5　水深遥感78

5.3　测深数据处理79

5.3.1 声速改正／声线跟踪79

5.3.2　测点地理坐标计算81

5.3.3 潮位改正81

5.4　海床地形描述82

5.4.1 海床地形格网化82

5.4.2　海床地形等深线描述82

5.5　水下地形匹配定位技术84

5.5.1 基于等深线走向的海床地形匹配算法84

5.5.2　基于等深线图像的地形匹配算法86

5.5.3 基于链码和形状特征的等深线综合匹配算法90

5.6　实验及分析92

小结100

第6章　海床地貌匹配导航101

6.1　海床地貌图像的获取及数据处理101

6.1.1 声呐图像的形成101

6.1.2 多波束声呐图像104

6.1.3　侧扫声呐图像107

6.2　声呐图像处理技术111

6.2.1 图像平滑111

6.2.2　图像增强113

6.2.3 图像边缘检测和分割114

6.3　地貌图像匹配导航技术115

6.3.1 SIFT匹配算法116

6.3.2 SURF匹配算法123

6.3.3 SURF和SIFT匹配方法比较126

6.4　约束匹配算法128

6.5　匹配实验及分析129

小结131

第7章　水下地磁匹配导航132

7.1 水下地磁匹配导航系统组成132

7.2　地磁测量及数据处理134

7.2.1　地磁测量134

7.2.2　地磁数据处理136

7.3　地磁场建模138

7.3.1　拟合建模法139

7.3.2 内插建模法140

7.3.3 基于位理论的建模方法141

7.4　地磁匹配导航算法145

7.4.1 TERCOM匹配算法及其改进算法145

7.4.2 ICCP匹配算法149

7.4.3 改进型ICCP匹配算法153

小结157

第8章　水下组合导航系统158

8.1　卡尔曼滤波158

8.1.1 离散系统卡尔曼滤波的数学描述159

8.1.2 自适应卡尔曼滤波159

8.2　地形辅助INS水下组合导航系统162

8.2.1 系统组成162

8.2.2 系统工作原理163

8.2.3 系统误差分析164

8.2.4 实验及分析169

8.3　地貌辅助INS水下组合导航系统170

8.3.1 系统组成170

8.3.2　导航工作原理172

8.3.3 系统误差分析173

8.3.4　实验174

8.4　地磁辅助INS水下组合导航系统175

8.4.1 系统组成176

8.4.2 系统工作原理178

8.4.3 系统误差分析179

8.4.4 实验及分析180

8.5　地形／地貌／地磁综合辅助INS水下组合导航系统182

8.5.1 系统组成182

8.5.2 系统工作原理184

8.5.3 系统误差分析185

8.5.4　实验及分析185

小结188

参考文献189

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摘要：本文深入探讨了水下导航定位技术的电子书版文档下载，从技术原理、应用领域、发展现状及未来趋势四个方面进行了全面阐述，旨在为读者提供一份关于水下导航定位技术的全面了解。

1、技术原理

水下导航定位技术是利用声学、光学、电磁波等多种手段，在水下环境中实现对目标的定位和导航。其中，声学定位技术因其成本低、抗干扰能力强等优点，成为水下导航定位技术的主流。声学定位技术主要包括声纳、多波束测深仪、声学信标等设备。

声纳系统通过发射声波，接收反射回来的声波信号，根据声波传播时间和速度计算出目标的距离和方位。多波束测深仪则通过发射多个声波束，测量海底地形，从而实现水下导航。声学信标则是一种固定在水下的发射设备，用于提供定位参考。

此外，光学和电磁波定位技术也在水下导航定位领域得到应用。光学定位技术主要利用激光或红外线进行定位，而电磁波定位技术则利用电磁波在水下传播的特性进行定位。

2、应用领域

水下导航定位技术在海洋资源开发、海洋科学研究、海洋工程、军事等领域具有广泛的应用。在海洋资源开发方面，水下导航定位技术可用于海洋油气资源的勘探和开发，提高资源开发效率。

在海洋科学研究方面，水下导航定位技术可用于深海探测、海底地形测量、海洋生物研究等，为海洋科学研究提供重要手段。在海洋工程方面，水下导航定位技术可用于海底管道铺设、海底电缆敷设等，确保工程顺利进行。

在军事领域，水下导航定位技术可用于潜艇导航、反潜作战、水下通信等，提高军事作战能力。

3、发展现状

近年来，随着科技的不断发展，水下导航定位技术取得了显著进展。在声学定位技术方面，高精度声纳、多波束测深仪等设备逐渐成熟，提高了水下导航定位的精度和可靠性。

光学和电磁波定位技术也在不断发展，如激光测距仪、电磁波导航系统等。此外，水下导航定位技术与其他学科的交叉融合，如人工智能、大数据等，为水下导航定位技术的发展提供了新的动力。

然而，水下导航定位技术仍面临一些挑战，如水下环境复杂、信号传播受限、设备成本较高等。因此，未来水下导航定位技术的研究重点将集中在提高精度、降低成本、拓展应用领域等方面。

4、未来趋势

未来，水下导航定位技术将朝着以下几个方向发展：一是提高精度和可靠性，以满足更高精度和更复杂的水下环境需求；二是降低成本，使水下导航定位技术更加普及；三是拓展应用领域，如深海探测、海洋资源开发、海洋环境保护等。

此外，水下导航定位技术与人工智能、大数据等新兴技术的融合也将成为未来发展趋势。通过将这些技术应用于水下导航定位领域，有望实现更加智能化、高效化的水下导航定位。

总结：

水下导航定位技术在海洋领域具有广泛的应用前景，随着技术的不断发展，其精度、可靠性、成本等方面将得到显著提升。未来，水下导航定位技术将与人工智能、大数据等新兴技术深度融合，为海洋资源开发、科学研究、军事等领域提供有力支持。

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