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