现代导航的演进 量子技术的兴起PDF电子书下载

第1章 自然界中的导航 1

1.1 动物导航 1

1.2 通过太阳确定方向 2

1.3 通过星星确定方向 3

1.4 磁场定向 4

1.5 风和气流 6

1.6 电场定向 7

1.7 信鸽 7

1.8 帝王蝶 9

1.9 长距离迁徙的鸟类 11

1.10 太平洋鲑鱼 13

1.11 人类的导航 13

参考文献 14

第2章 早期的导航 16

2.1 沙漠游牧民族 16

2.2 太平洋中的航海家 17

2.3 星象罗盘 19

2.4 腓尼基人 21

2.5 维京人 23

2.6 古代的仪器 25

2.6.1 日晷和夜行仪 25

2.6.2 磁罗盘 26

2.6.3 沙漏 27

2.6.4 拖板计程仪和拖曳式计程仪 28

2.6.5 戴维斯象限仪 28

2.6.6 星盘 29

参考文献 29

第3章 天文学的历史背景 31

3.1 古代天文学 31

3.2 伊斯兰天文学 36

3.3 欧洲天文学家 37

3.4 艾萨克·牛顿 41

参考文献 44

第4章 现代天文学的要素 45

4.1 行星地球 45

4.2 月球和行星 47

4.3 内行星 49

4.4 外行星 51

4.5 恒星 55

4.6 星座 59

参考文献 59

第5章 海洋导航 60

5.1 地理坐标 60

5.2 天文坐标系 61

5.3 时间系统 63

5.4 导航三角形 64

5.5 截距法［3］ 65

5.6 导航三角形的表格解［4］ 66

5.7 月球距离法 67

5.8 六分仪 68

5.9 磁罗盘 69

参考文献 71

第6章 经度问题 72

6.1 早期时钟 72

6.2 机械钟 73

6.3 弹簧平衡轮钟 75

6.4 现代精密计时表 81

参考文献 82

第7章 石英革命 83

7.1 历史背景 83

7.2 石英晶体 85

7.3 X射线晶体学 87

7.4 人造石英晶体 89

7.5 石英谐振器 90

7.6 石英谐振器作为电路元件 92

7.7 振荡器稳定性 92

参考文献 95

第8章 经典原子钟 96

8.1 量子力学术语 96

8.2 薛定谔方程 98

8.3 原子结构 100

8.4 原子光谱 101

8.5 超精细相互作用 102

8.6 铷标准 104

8.7 铯标准 109

参考文献 113

第9章 原子和分子振荡器 114

9.1 氨微波激射器 114

9.2 铷微波激射器 116

9.3 氢微波激射器 117

9.4 相关电子 123

9.5 氢微波激射器的性能 124

参考文献 127

第10章 离子场约束 128

10.1 引言 128

10.2 潘宁阱 128

10.3 保罗阱 130

10.4 囚禁离子频谱学 134

10.5 近期进展：囚禁单个离子 138

参考文献 139

第11章 光频振荡器：激光 141

11.1 简介 141

11.2 光腔 141

11.3 光放大 144

11.4 激光输出功率 146

11.5 激光输出波谱 146

11.6 气体激光系统 148

11.6.1 氦—氖激光器 148

11.6.2 氩离子激光器 150

11.7 半导体激光器 151

11.8 晶体固体激光器 154

11.8.1 红宝石激光器 154

11.8.2 Nd3＋YAG激光器 155

11.8.3 Ti3＋：蓝宝石激光器 156

11.9 激光冷却原子 157

参考文献 161

第12章 机械陀螺罗盘 162

12.1 陀螺运动 162

12.2 在旋转的地球上运动 166

12.3 陀螺罗盘的控制 168

12.4 陀螺振荡的阻尼 169

12.5 陀螺仪的主要误差 171

12.5.1 稳定误差 171

12.5.2 陀螺仪主体运动误差 172

12.6 斯伯利·马克37型陀螺罗盘 173

12.7 环形激光陀螺仪 173

12.8 光纤陀螺 176

12.9 MEMS振动陀螺仪 177

参考文献 177

第13章 无线电导航 179

13.1 概述 179

13.2 无线电测向 179

13.3 伏尔航空导航 181

13.4 雷达 181

13.5 罗兰-C 183

13.6 罗兰-C海图 185

13.7 误差源 187

13.8 罗兰-C接收机 189

13.9 民用接收机 191

13.10 奥米伽系统 192

参考文献 192

第14章 卫星导航：空间部分 193

14.1 历史背景 193

14.2 GPS：系统设计 196

14.3 GPS卫星轨道 197

14.4 轨道摄动 199

14.5 星载系统 200

14.6 GPS卫星信号［3］ 202

14.7 最新发展：GPSⅢ 204

参考文献 205

第15章 卫星导航：控制部分 206

15.1 引言 206

15.2 监测站的地理位置 207

15.3 卫星星历的确定 211

15.4 GPS时间协调 213

15.5 信号传播速度 214

参考文献 215

第16章 卫星导航：用户部分 216

16.1 引言 216

16.2 GPS接收机 217

16.3 差分GPS 219

16.4 GPS-INS组合 220

16.5 GPS的应用 221

16.5.1 测绘和制图 221

16.5.2 卫星授时 222

16.5.3 航空和航海导航 223

16.5.4 铁路 224

16.5.5 农业 224

16.5.6 地面交通 225

16.5.7 安全和救灾 226

16.5.8 休闲娱乐 226

16.5.9 环境 226

16.5.10 空间应用 227

参考文献 227

第17章 太空导航 228

17.1 简介 228

17.2 阿波罗计划 229

17.3 阿波罗计划的设计 230

17.4 遥远行星的导航：水手号使命 237

参考文献 240

第18章 导航的未来 241

18.1 引言 241

18.2 物质波：德布罗意理论 241

18.3 原子干涉：衍射光栅 246

18.4 卡皮查—狄拉克效应 246

18.5 原子干涉仪 249

18.6 原子陀螺仪 250

18.7 铯喷泉频率标准 252

18.8 量子计算机 255

参考文献 257

后记 259