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天文导航原理及应用
定    价: ¥30.00
关 注 度: 6198 库存状态: 未知 图书状态: 销售中
 
作    者: 房建成 宁晓琳
出版时间: 2006-10      
版    次: 1 印    次: 1 字    数: 515千字
开    本: 787×960 1/16
纸    张: ISBN: 978-7-8107-7799-8
 详细信息
 作者简介
 编辑推荐
 图书简介
    本教材是作者在近几年研究成果的基础上,结合北京航空航天大学天文导航的教学经验编写而成。全书共分5部分,20章。第1部分为第1~5章,介绍天文导航的基础知识,包括天文导航的相关基础知识和基本理论;第2部分为第6~9章,介绍舰船航海中的天文导航技术,包括舰船天文导航的基本原理和主要方法;第3部分为第10~16章,介绍空间飞行器的自主天文导航技术,系统论述了包括地球卫星和深空探测器在内的空间飞行器的自主天文导航原理、方法及系统分析等;第4部分为第17~19章,介绍导弹和飞机中的惯性/天文组合导航技术,主要阐述了作者课题组将惯性/天文组合导航应用在弹道导弹和飞机上取得的部分研究成果;第5部分即第20章,对天文导航未来的发展趋势进行了展望。

    本教材既可作为高等院校相关专业高年级本科生、研究生的天文导航课程教材,也可供从事导航技术研究和应用领域的工程技术人员参考。
 图书目录
第1部分天文导航的基础知识
第1章绪论
1.1引言3
1.2天文导航技术的特点和应用3
1.3天文导航的历史和发展现状4
1.3.1天文导航的历史4
1.3.2天文导航发展现状6
思考题与习题9
第2章球面几何和球面三角
2.1引言10
2.2球面三角10
2.2.1球面几何10
2.2.2球面三角形12
2.3导航三角形16
2.3.1导航三角形16
2.3.2分割导航三角形17
思考题与习题19
第3章导航坐标系
3.1引言20
3.2天球坐标系20
3.2.1天球上基本点、线、圆20
3.2.2赤道坐标系21
3.2.3地平坐标系22
3.2.4黄道坐标系23
3.3空间坐标系24
3.3.1惯性坐标系24
3.3.2地球固联坐标系24
3.3.3地理坐标系25
3.3.4载体坐标系25
思考题与习题26
第4章时间系统
4.1引言27
4.2时间的基本概念27
4.2.1时间在物理学上的解释27
4.2.2时间在哲学上的解释28
4.2.3时间计量工具的发展28
4.3恒星日、太阳日和平阳日29
4.3.1恒星日和太阳日29
4.3.2平阳日29
4.3.3时差30
4.4地方时和区时30
4.4.1地方时、世界时及其相互关系30
4.4.2区时31
4.4.3日界线31
4.5各种时间系统32
4.5.1世界时系统32
4.5.2历书时系统33
4.5.3原子时系统34
4.6历法的基本概念34
4.6.1太阴历34
4.6.2太阳历35
4.6.3阴阳历35
思考题与习题35
??????第5章导航天文学
5.1引言36
5.2宇宙和天体36
5.2.1宇宙36
5.2.2天体38
5.2.3太阳系39
5.3天体视运动40
5.3.1天体周日视运动40
5.3.2太阳周年视运动43
5.3.3月球视运动46
5.3.4行星视运动48
5.3.5岁差和章动50
5.3.6光行差51
5.4天体的辨认和识别51
5.4.1星座、星名51
5.4.2星图、星表51
5.4.3常用恒星的识别53
思考题与习题57
参考文献58
第2部分舰船航海中的天文导航技术
第6章天文航海中的测量仪器
6.1引言61
6.2航海六分仪61
6.2.1千分尺鼓轮六分仪61
6.2.2游标尺六分仪65
6.2.3人造地平六分仪66
6.3天文钟67
6.3.1机械天文钟67
6.3.2石英天文钟67
6.4本章小结67
思考题与习题68
第7章舰船天文定位的基本原理
7.1引言69
7.2航海中的天文导航基本原理69
7.3精确天体高度的获得71
7.3.1一般天体的高度修正71
7.3.2月球的高度修正75
7.4天体投影点的位置和时间76
7.4.1天体投影点的坐标76
7.4.2导航和天文学中的时间测量78
7.5航海天文历80
7.5.1天文历简介80
7.5.2航海天文历的组成81
7.5.3航海天文历的使用81
7.6本章小结82
思考题与习题82
第8章高度差法求舰位
8.1引言83
8.2直接画天文位置圆求舰位法83
8.3萨姆纳法85
8.4高度差法86
8.4.1高度差法的理论基础86
8.4.2高度差法90
8.5解析高度差法92
8.6移动舰位的确定93
8.7组合不同性质位置线求舰位法95
8.8本章小结95
思考题与习题96
第9章其他舰船天文定位方法
9.1引言97
9.2利用北极星高度确定纬度97
9.3利用天体中天高度确定纬度98
9.4利用两个天体的观测高度确定纬度99
9.5利用天体的中天高度确定经度101
9.6本章小结103
思考题与习题103
参考文献103第3部分空间飞行器的自主天文导航技术
第10章天文导航的天体敏感器
10.1引言107
10.2天体敏感器分类107
10.3恒星敏感器107
10.3.1恒星敏感器简介107
10.3.2恒星敏感器分类108
10.3.3恒星敏感器结构109
10.4太阳敏感器111
10.4.1太阳敏感器简介111
10.4.2太阳敏感器分类111
10.4.3太阳敏感器结构112
10.5地球敏感器113
10.5.1地球敏感器简介113
10.5.2地球敏感器分类113
10.5.3地球敏感器结构115
10.6其他天体敏感器115
10.7空间六分仪自主天文定位系统(SSANARS)116
10.8MANS自主天文导航系统117
10.8.1MANS自主导航系统原理118
10.8.2MANS自主导航系统结构119
10.8.3MANS自主导航系统特点120
10.9本章小结120
思考题与习题120
第11章航天器轨道动力学方程及自主天文导航基本原理
11.1引言121
11.2航天器二体轨道和轨道要素121
11.2.1二体问题121
11.2.26个积分和轨道要素122
11.3航天器轨道摄动126
11.3.1航天器轨道摄动方程126
11.3.2地球非球形引力摄动129
11.3.3日、月摄动130
11.3.4大气阻力摄动131
11.3.5太阳光压摄动132
11.3.6潮汐摄动132
11.4深空探测器的轨道运动133
11.4.1多体问题和限制性三体问题133
11.4.2地月飞行的轨道运动135
11.5航天器自主天文导航基本原理137
11.5.1航天器基于轨道动力学方程的天文导航基本原理137
11.5.2航天器纯天文几何解析方法基本原理138
11.6本章小结139
思考题与习题139
第12章自主天文导3
 图书前言
    天文导航技术是一门既古老又年轻的技术,起源于航海,发展于航空,辉煌于航天。天文航海技术是指在海上通过观测天体来决定船舶位置的各种方法。世界古代远洋航海史也是天文航海的发展历史。在现代无线电导航技术出现之前,天文导航一直是舰船远洋航海中唯一的导航技术,即便是在今天,其导航地位依然不容动摇。在STCW 78/95公约(海事国际公约)中仍要求航海人员必须具有利用天体确定船位和判断最终获得船位精度以及利用天体确定罗经差的能力。天文导航系统由于受地面大气的影响较大,因而其应用平台更适合于包括飞机、导弹在内的各种高空、远程飞行器。

    随着人类航空技术的发展,天文导航的应用领域也从航海发展到航空,第二次世界大战中,飞机就采用天文导航作为主要导航方式,以无线电导航作为辅助手段,当时以六分仪为基础的天文导航技术在航海和航空中得到了广泛应用,不仅对舰船和飞机上六分仪的设计进行了改进,也促进了导航方法的发展。

    航天事业的发展迎来了天文导航技术的辉煌,天基平台是天文导航技术的最佳应用环境。20世纪中叶,载人航天技术极大地促进了天文导航技术在航天领域的发展,阿波罗登月和苏联空间站都使用了天文导航技术。20世纪80年代以来,美、德、英、丹麦等国均致力于空间飞行器天文导航技术的研究,至今已有多种天文导航系统在卫星、飞船、空间站上得到应用。近年来,随着新一轮月球和火星探测等一系列深空探测活动的开展,天文导航以其自主性强、精度高、成本低廉等特点在深空探测领域也得到了越来越广泛的应用。

    天文导航技术在航海、航天和航空各方面得到蓬勃发展,目前已成为舰船、卫星和深空探测器必不可少的关键技术,同时还是中远程弹道导弹、运载火箭和高空远程侦察机等的重要辅助导航手段,而在未来人类探索宇宙的星际航行中也必将发挥重要的作用。

    本教材系统地介绍了舰船、空间飞行器(地球卫星、深空探测器)的天文导航基本原理和方法,以及惯性/天文组合导航技术在弹道导弹和飞机上的应用技术。全书共分5部分,20章。第1部分包括1~5章,主要介绍了天文导航的相关基础知识和基本理论。第1章绪论,主要综述了天文导航技术的发展过程,简要介绍了天体、常用坐标系和时间系统等天文导航的基础知识;第2章简要介绍了天文导航中需要用到的球面几何和球面三角知识;第3章和第4章详细介绍了各种导航坐标系和时间系统,这分别是天文导航的空间和时间基准;第5章介绍了导航天文学方面的知识。天文导航起源于航海,因此本书在第2部分系统地介绍了舰船航海中的天文导航技术,包括第6~9章。第6章介绍了天文航海中用到的各种测量仪器,包括六分仪和天文钟;第7章则从天体高度和天体投影点等概念出发,介绍了天文航海的基本原理,并给出了航海天文历的组成和使用方法;第8和第9章则重点介绍了高度差法等求舰位的基本方法。第3部分包括第10~16章,介绍了天体敏感器、航天器轨道动力学方程及航天器自主天文导航基本原理、自主天文导航系统滤波方法等天文导航的重要理论知识,并对地球卫星和深空探测器的自主天文导航原理、数学模型和计算机仿真结果以及相应的系统分析进行了全面、深入的研究;由于天文导航研究中进行空间飞行实验的难度较大,本教材还专门介绍了一种天文导航半物理仿真系统的设计实现方法以及星图匹配和星体识别等关键技术。第4部分包括第17~19章,该部分首先介绍了惯性/天文组合导航的原理与方法,并在此基础上介绍了惯性/天文组合导航半物理仿真系统和惯性/天文组合导航系统的应用。最后在第20章对天文导航未来的发展趋势进行了展望。
??????
    自“十五”以来,随着我国国防技术的发展,天文导航技术在航天、航空、航海领域的需求日益强烈,技术发展十分迅速。作者在多年从事天文导航技术研究的基础上,从2000年起为北京航空航天大学精密仪器及机械和导航、制导与控制专业本科生和硕士研究生开设了“天文导航原理与应用”课程,几年来该课程受到校内本科生、研究生和校外有关技术人员的欢迎。本教材是作者及课题组在近几年研究成果的基础上,结合天文导航的教学经验编写而成,以满足相关专业高年级本科生、研究生及广大科研人员对这一新兴交叉学科领域知识的迫切需求。课题组博士后杨照华、博士生全伟、徐帆参加了本教材的部分编写工作,博士生吴琳,硕士生宋婷婷、王晨、王科、高翌春等参加了本教材的整理工作。此外,本教材部分内容还参考了国内外同行专家、学者的最新研究成果,在此向他们致以诚挚的谢意!

    由于天文导航内容涉及多门学科前沿,其理论和应用也还在不断发展中,加之作者水平时间有限,书中不妥和错误之处恳请广大同行、读者批评指正。

    感谢国家自然科学基金委、国家“863”计划办公室、国防科工委民用航天预研项目管理办公室、总装备部预研项目管理办公室
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