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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-C183

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：GPSⅢ204

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GPS219

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