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第一章 绪论1

第一节 导航的历史1

一、生物导航1

二、古代导航技术2

三、现代导航技术5

第二节 导航的概念及相关技术领域6

一、导航的概念6

二、导航相关技术领域8

第三节 导航的作用11

一、导航对于航行安全的重要作用11

二、导航对于制导武器的重要作用11

三、导航对武器系统平台的重要作用12

四、导航对网络中心战的重要作用12

第二章 导航坐标系14

第一节 主要坐标系14

一、坐标系的类型14

二、常用导航坐标系15

第二节 坐标系变换20

一、坐标系的表示20

二、坐标系位置参数变换21

三、坐标系间角度关系表示22

四、常用坐标系变换25

第三节 大地坐标系28

一、地球形体数学描述28

二、常用大地坐标系30

第三章 定位导航时间参数35

第一节 定位参数35

一、纬度35

二、经度37

三、高度38

第二节 导航参数40

一、速度40

二、距离42

三、航向方位参数43

四、姿态参数45

五、航行参数46

第三节 时间参数47

一、时间47

二、频率51

第四章 直接定位53

第一节 直接定位基本原理53

一、引例53

二、直接定位通用公式54

三、位置函数54

四、直接定位的特点55

第二节 地文定位原理56

一、基于角度测量的多点定位56

二、基于距离测量的多点定位57

三、三角定位58

四、单点移线定位58

第三节 天文定位原理59

一、天文定位基本原理59

二、基于高度角的位置函数60

三、基于高度差的航海天文定位60

第四节 卫星定位原理62

一、基于距离测量的GNSS卫星定位原理62

二、基于距离增量的子午仪卫星定位原理65

三、基于圆锥交汇的铱星卫星定位原理67

第五节 无线电定位原理68

一、基于测距差的双曲线定位系统68

二、单点方位距离定位系统70

三、基于邻近定位的室内无线电定位系统70

第六节 测角与测距方法71

一、测角方法71

二、测距方法73

第五章 基于矢量观测的直接航姿测量76

第一节 矢量测姿原理76

一、双矢量直接定姿原理76

二、多矢量直接定姿原理77

三、直接航姿测量的特点78

第二节 地磁航姿测量原理78

一、地磁测向测姿的基本原理79

二、地磁测向的环境磁场影响80

三、磁罗经80

第三节 天文航姿测量原理83

一、星敏感器测量原理83

二、多矢量天文测姿原理84

三、天文定位原理85

第四节 卫星航姿测量原理85

一、基本情况85

二、载波相位测量原理85

三、卫星导航测姿基本原理86

四、卫星测姿精度分析87

第五节 惯性航姿测量原理87

第六章 基于平台的直接航姿测量90

第一节 惯性稳定平台90

一、陀螺基本特性90

二、陀螺稳定系统的种类91

三、单轴陀螺稳定平台92

第二节 水平仪与陀螺罗经93

一、陀螺地平仪94

二、陀螺罗经95

第三节 平台罗经99

一、三轴稳定平台99

二、工作原理101

三、航姿角度直接测量102

第七章 速度测量106

第一节 主要测速原理106

一、基于运动学原理的速度解算106

二、基于动力系统的速度测量108

三、基于物理效应的速度测量108

第二节 伯努利测速109

一、伯努利水压测速原理109

二、水压式计程仪110

三、空速管111

第三节 法拉第测速111

一、法拉第原理111

二、电磁计程仪111

第四节 多普勒测速112

一、多普勒效应112

二、多普勒计程仪的工作原理114

第五节 声相关测速116

第八章 推算导航118

第一节 推算定位119

一、航迹推算的基本情况119

二、航迹推算的基本方法119

三、航迹推算的特点121

第二节 惯性导航原理121

一、惯性导航的基本原理121

二、平台式惯性导航124

第三节 捷联惯性导航原理127

一、捷联惯性导航的基本情况127

二、捷联惯性导航基本原理128

三、捷联惯性导航系统初始对准133

四、捷联惯性导航系统的特点136

第九章 时间统一138

第一节 时间频率基准138

一、天文钟138

二、石英晶体谐振器139

三、原子钟141

第二节 授时系统143

一、有线直连同步143

二、无线时间同步146

三、时间同步方法比较149

第三节 时间统一系统149

一、守时系统150

二、授时监测发播系统150

三、时频终端设备151

四、时间统一保障系统152

五、时间统一技术的发展152

第十章 组合导航155

第一节 组合导航基本情况155

一、组合导航的概念155

二、组合导航的种类156

第二节 组合导航原理158

一、卡尔曼滤波的基本原理159

二、递推贝叶斯估计基本原理161

三、常用组合导航算法163

第三节 地球物理场166

一、基本情况167

二、地形数据库168

三、重力场基础知识169

四、地磁场基础知识174

第四节 匹配组合导航176

一、匹配定位原理176

二、地形参考导航179

三、重力辅助导航183

四、地磁辅助导航185

第十一章 主要导航技术187

第一节 无线电导航技术187

一、无线电导航基础知识187

二、无线电导航的种类和特点193

三、典型的无线电导航系统195

四、典型的卫星导航系统202

第二节 声学导航技术205

一、水声导航基础知识205

二、水声测深仪系统210

三、水声基线定位系统212

第三节 光学导航技术216

一、天文导航基础知识216

二、舰艇天文导航装备219

三、其他光学导航装置220

第四节 惯性导航技术224

一、惯性元件的基础知识224

二、惯性导航系统229

三、惯性装备体系231

第十二章 综合导航系统与综合舰桥系统233

第一节 舰艇综合导航系统233

一、综合导航系统的概念233

二、舰艇综合导航系统的特点233

三、NA VSSI舰艇综合导航信息系统结构234

第二节 电子海图236

一、海图投影基础知识236

二、电子海图基础知识237

三、电子海图系统238

第三节 船舶常用组导设备239

一、无线电助航设备239

二、航迹自动标绘仪242

三、航行数据记录仪242

第四节 海洋环境测量设备242

一、气象导航的基本概念243

二、海洋水文气象要素观测设备244

第五节 自动操舵仪248

一、自动舵的基本概念248

二、自动舵的基本原理250

第六节 综合舰桥系统254

一、综合舰桥系统的概念254

二、综合舰桥的发展255

参考文献259

附录 重要符号列表262