古代人骑马、开船,现代人驱车、驾机,甚至乘火箭遨游太空,这些都需要导航。导航是确定当前位置、寻找前往目的地的技术和方法。导航发展的过程,也是人类认识世界的过程,其中充满了人类的智慧,但也不乏惨痛的教训。本书通过对各种导航方法发展过程的详细介绍,展现古代人和现代人把导航方面的一个个奇思妙想转为现实的曲折故事。
在我国独具特色的北斗卫星导航系统全面应用,国家导航定位授时体系建设全面布局的关键时期,希望本书能给大家打开一扇通向现代化导航的大门。
李孝辉,研究员,中国科学院国家授时中心副主任,中国科学院国家授时中心时间频率测量与控制研究室主任,陕西天文台副台长,曾主持国家自然科学基金重点项目、国家重大专项关键技术攻关项目、“863计划”项目等。出版科普作品《图解时间》,曾获得科技部全国优秀科普作品奖。
前言 3
第1章 令人头疼的导航 1
1.1导航让英国损失了一支舰队 1
1.2经度测量让英国准将为难 3
1.3导航要解决位置问题 6
1.4导航是一项千年难题 7
1.5对导航技术的研究促进欧洲科技大发展 7
1.6伪科学也被用于导航 12
第2章 在旋转的球体上导航 17
2.1地球是旋转的球体 17
2.2在旋转的球体上“画线” 20
2.3分辨方向是生活中的基本技能 28
2.4伽利略与3种导航方法 38
第3章 地标导航的发展历程 51
3.1亚历山大灯塔 51
3.2用水泥建造的灯塔 52
3.3 航标“同步闪”,解决现代灯塔发展难题 55
第4章 月距法导航的发展历程 57
4.1 巴黎天文台 57
4.2格林尼治天文台 59
4.3牛顿的努力 61
4.4月距法即将成功 62
第5章 钟表法导航的发展历程 64
5.1一个制造钟表的人 64
5.2第一台航海钟 66
5.3拒绝大奖的诱惑 69
5.4最完美的钟表 70
5.5第四台航海钟 72
第6章 月距法和钟表法的融合 74
6.1获得大奖的条件 74
6.2钟表法的明显优势 75
6.3月距法也获得成功 77
6.4最终的获奖者 79
6.5平分秋色的两种方法 80
6.6 库克船长有“三宝” 82
6.7经度起点确定的依据 84
第7章 从天文导航到无线电导航 85
7.1利用时间测量实现定位 85
7.2定位的基础是通过伪随机码测量伪距 87
7.3根据伪距确定位置 89
7.4导航的关键是时间 90
7.5现代的卫星导航系统 93
7.6谁需要卫星导航? 95
第8章 卫星导航系统的系统时间 99
8.1为什么要建立系统时间? 99
8.2目前使用的时间标准 105
8.3卫星导航系统中的时间尺度 108
8.4如何评价系统时间 110
第9章 卫星导航系统中的时间同步方法? 112
9.1原子钟信号与时间比对 112
9.2站间时间比对 115
9.3卫星和地面的时间比对 119
9.4实验室内的时间比对 121
9.5时间同步频度的设置 126
9.6时间的使用者与传递者 127
第10章 怎么调整原子钟 131
10.1对表的内涵 131
10.2原子钟时间的变化规律 132
10.3对表需要慎重 133
10.4三种对表方法 134
10.5卫星导航系统中的对表 137
第11章 不同系统的时间关系需要协调 138
11.1多系统协同导航 138
11.2多系统协同导航要解决3个问题 139
11.3为什么会有系统时间偏差 141
11.4系统时间偏差有多大 143
11.5怎么处理系统时间偏差 144
11.6系统时间偏差对用户定位的影响? 144
第12章 未来的导航 145
12.1开阔环境中,卫星导航是首选 145
12.2在城市“峡谷”中导航比较困难 146
12.3室内与地下空间导航? 147
12.4深海导航问题还没有解决 148
12.5太空导航技术需要进一步发展 149
12.6结束语 150