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isbn號碼:9787504528803

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• 編程
• 開發
• 計算機科學

遠航的燈塔：現代航海導航技術與實踐指南 內容簡介 本書深入探討瞭現代航海導航的復雜技術、前沿發展以及在實際航行中所麵臨的挑戰與應對策略。它並非關於計算機係統或軟件調試的專業手冊，而是為海事領域的專業人士、學員以及對海洋探索充滿熱情的讀者精心打造的一部權威指南。 第一部分：導航基礎的迴歸與革新 本部分追溯瞭傳統航海術的精髓，從天文導航的原理到海圖的繪製與解讀，為理解現代係統的復雜性奠定堅實的基礎。 第一章：從星辰到羅盤：傳統導航的復興 詳細解析瞭六分儀的使用、潮汐與洋流的計算方法，以及如何利用已知地標進行離綫定位。重點闡述瞭在大功率電子設備失效的緊急情況下，傳統技能的重要性。我們探討瞭曆史上海圖的演變過程，並重點分析瞭最新的水文地理信息係統（Hydrographic Information System, HIS）如何整閤傳統測繪數據與現代聲呐探測結果。 第二章：地理坐標係統的精確定義 深入剖析瞭地球橢球模型的選擇（如WGS84、GRS80）及其對全球定位精度的影響。討論瞭不同投影法（如墨卡托投影、蘭伯特等角圓錐投影）在特定海域圖件上的適用性與局限性。對基準麵、高程係統與大地水準麵的關係進行瞭嚴謹的數學描述，強調瞭在進行跨區域、多模式導航規劃時，坐標係統一緻性的極端重要性。 第二部分：衛星時代的導航核心技術 本章聚焦於全球導航衛星係統（GNSS）的架構、工作原理及其在海事應用中的核心地位。 第三章：GNSS係統的架構與信號處理 全麵解析瞭包括GPS、GLONASS、北鬥（BDS）以及Galileo在內的四大主流GNSS係統的工作原理。重點分析瞭衛星星座的幾何分布對定位精度（DOP值）的影響。內容涵蓋瞭從信號接收、載波跟蹤到僞距解算的整個流程，並詳細介紹瞭差分技術（如SBAS、RTK、PPP）如何將米級精度提升至厘米級。特彆關注瞭電離層和對流層延遲誤差的模型修正技術。 第四章：慣性導航係統（INS）的自主與融閤 慣性導航係統是現代船舶自主導航能力的關鍵。本章詳盡介紹瞭光縴陀螺儀（FOG）與環形激光陀螺儀（RLG）的物理結構與性能差異。我們探討瞭加速度計的標度因數誤差、漂移率的校正算法，以及如何通過卡爾曼濾波（Kalman Filtering）將INS的短期高精度與GNSS的長期穩定性進行最優融閤。書中提供瞭詳細的誤差傳播模型，用以預測係統在長時間無外部參考輸入時的狀態偏差。 第五章：電子海圖顯示與信息係統（ECDIS）的深度應用 ECDIS是現代航海的“電子大腦”。本書超越瞭基本操作指南，深入探討瞭ECDIS的高級功能。內容包括：係統性能標準（PSC）的閤規性審查、電子海圖（ENC）的數據結構與更新機製（IHO S-57/S-100標準）、航綫規劃中的避碰區域動態劃分算法、與AIS/ARPA數據的無縫集成，以及在不同航行環境下（如狹水道、VTS管製區）的優化配置策略。 第三部分：環境感知與態勢感知 成功的導航依賴於對周圍環境的實時、精確感知。本部分側重於雷達、測深儀等傳感器的原理與數據融閤。 第六章：雷達與電子標示係統的優化與解讀 詳細介紹瞭X波段和S波段雷達的優缺點、脈衝壓縮技術、以及雜波抑製算法（如MTI/MTD）。重點講解瞭如何通過調整海麵雜波（Sea Clutter）和降雨雜波（Rain Clutter）的門限設置，以提高對小型目標（如小艇、浮標）的檢測率。此外，深入分析瞭電子標示係統（Electronic Chart Display and Information System, ECDIS）與雷達圖像疊加（Radar Overlay）的精確配準技術，以及消除“鬼影”和“拖尾”效應的參數調整。 第七章：多波束測深與海底地形建模 針對深海、淺水航道的不同需求，本章闡述瞭多波束聲呐（MBES）的工作原理、聲速剖麵測量對深度的影響，以及原始水深數據的礁石/障礙物探測算法。我們探討瞭如何利用高分辨率測深數據建立三維海底地形模型，並將其導入ECDIS中，實現動態吃水裕度管理。 第四部分：未來挑戰與安全冗餘 本章展望瞭下一代導航技術的發展趨勢，並強調瞭係統冗餘和網絡安全在未來“智能船舶”中的關鍵作用。 第八章：導航係統的網絡安全與抗欺騙 隨著GNSS和ECDIS係統日益依賴網絡連接，網絡安全成為新的焦點。本章分析瞭可能對航海導航係統構成威脅的攻擊嚮量，如信號僞造（Spoofing）、信號乾擾（Jamming）以及數據鏈劫持。內容提供瞭應對這些威脅的係統級防禦策略，包括多頻段信號驗證、異構傳感器數據交叉比對（PNT-Fusion for Resilience）等。 第九章：無人係統與遠程控製導航的規範化 探討瞭自主水麵船舶（MASS）在自主決策、環境感知和遠程操作方麵的技術難點，特彆是如何保證在缺乏船員乾預下的決策過程的透明度與可追溯性，以及國際海事組織（IMO）對此類係統的最新法規框架。 本書旨在提供一個全麵、深入且具有高度實踐指導意義的導航知識體係，是任何緻力於在現代海洋環境中安全、高效航行的專業人士不可或缺的工具書。

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