导语

  

内容提要

  

    F.G.梅杰著的《现代导航的演进--量子技术的兴起》主要面向大专水平、具备物理和工程方面基础的求知非专业人员。它以直观的方式，广泛介绍了地面和空间导航演变的相关主题，且较少使用数学公式。前两章介绍自然界中的导航和古代水手的导航，包括腓尼基人、维京人、太平洋岛上居民所用的导航。第3、4章介绍恒星导航、星座及星坐标等要素。第5～7章介绍精密机械计时器，海洋中经度的测定和精密可控石英时钟最近的发展。第8章总结介绍了量子概念，作为讨论微波和光与原子之间相互作用的准备知识。有关原子钟的介绍相当详细，包括氢微波激射器、铯束、铷电池，以及最新发展的铯喷泉和单离子频率标准。随后介绍陀螺罗盘的章节引出了对萨格纳克激光陀螺的讨论。从第13章开始介绍有关基于时间的导航：先是基于地面网络的“罗兰C”和“奥米茄”，随后是基于卫星的系统，包括轨道理论、早期的卫星导航系统SECOR、TRANSIT等；最后推出了全球导航卫星系统——全球定位系统（GPS），该系统是本时代重大技术成就之一。对GPS分三大部分进行介绍：空间、控制和用户部分。研究人员试图通过实现超常的协调性和精度，使整个系统正常运作。GPS尤其是差分GPS的应用广泛，除了常见的空中导航、海洋导航和导弹制导，GPS还应用于大地测量、重大工程建设、矿业项目、农业、生态、紧急定位，更不用说高速公路导航。第17章是太空导航的相关内容。第18章讨论了导航的未来，届时原子干涉仪可作为陀螺罗盘使用，铯喷泉作为原子时间标准，量子计算机用来更新卫星星历。

第1章  自然界中的导航
  1.1  动物导航
  1.2  通过太阳确定方向
  1.3  通过星星确定方向
  1.4  磁场定向
  1.5  风和气流
  1.6  电场定向
  1.7  信鸽
  1.8  帝王蝶
  1.9  长距离迁徙的鸟类
  1.1  0太平洋鲑鱼
  1.1  1人类的导航
  参考文献
第2章  早期的导航
  2.1  沙漠游牧民族
  2.2  太平洋中的航海家
  2.3  星象罗盘
  2.4  腓尼基人
  2.5  维京人
  2.6  古代的仪器
    2.6.1  日晷和夜行仪
    2.6.2  磁罗盘
    2.6.3  沙漏
    2.6.4  拖板计程仪和拖曳式
  计程仪
    2.6.5  戴维斯象限仪
    2.6.6  星盘
  参考文献
第3章  天文学的历史背景
  3.1  古代天文学
  3.2  伊斯兰天文学
  3.3  欧洲天文学家
  3.4  艾萨克·牛顿
  参考文献
第4章  现代天文学的要素
  4.1  行星地球
  4.2  月球和行星
  4.3  内行星
  4.4  外行星
  4.5  恒星
  4.6  星座
  参考文献
第5章  海洋导航
  5.1  地理坐标
  5.2  天文坐标系
  5.3  时间系统
  5.4  导航三角形
  5.5  截距法[3］
  5.6  导航三角形的表格解[4］
  5.7  月球距离法
  5.8  六分仪
  5.9  磁罗盘
  参考文献
第6章  经度问题
  6.1  早期时钟
  6.2  机械钟
  6.3  弹簧平衡轮钟
  6.4  现代精密计时表
  参考文献
第7章  石英革命
  7.1  历史背景
  7.2  石英晶体
  7.3  X射线晶体学
  7.4  人造石英晶体
  7.5  石英谐振器
  7.6  石英谐振器作为电路
  元件
  7.7  振荡器稳定性
  参考文献
第8章  经典原子钟
  8.1  量子力学术语
  8.2  薛定谔方程
  8.3  原子结构
  8.4  原子光谱
  8.5  超精细相互作用
  8.6  铷标准
  8.7  铯标准
  参考文献
第9章  原子和分子振荡器
  9.1  氨微波激射器
  9.2  铷微波激射器
  9.3  氢微波激射器
    9.4.相关电子
  9.5  氢微波激射器的性能
  参考文献
第10章  离子场约束
    10.1  引言
    10.2  潘宁阱
    10.3  保罗阱
  10.4  囚禁离子频谱学
  10.5  近期进展：囚禁单个
  离子
  参考文献
第11章  光频振荡器：激光
  11.1  简介
  11.2  光腔
  11.3  光放大
  11.4  激光输出功率
  11.5  激光输出波谱
  11.6  气体激光系统
    11.6.1  氦一氖激光器
    11.6.2  氩离子激光器
  11.7  半导体激光器
  11.8  晶体固体激光器
    11.8.1  红宝石激光器
    11.8.2  Nd3+YAG
  激光器
    11.8.3  Ti3+：蓝宝石
  激光器
  11.9  激光冷却原子
  参考文献
第12章  机械陀螺罗盘
  12.1  陀螺运动
  12.2  在旋转的地球上运动
  12.3  陀螺罗盘的控制
  12.4  陀螺振荡的阻尼
  12.5  陀螺仪的主要误差
    12.5.1  稳定误差
    12.5.2  陀螺仪主体运动误差
  12.6  斯伯利·马克37型陀螺罗盘
  12.7  环形激光陀螺仪
  12.8  光纤陀螺
  12.9  MEMS振动陀螺仪
  参考文献
第13章  无线电导航
  13.1  概述
  13.2  无线电测向
  13.3  伏尔航空导航
  13.4  雷达
  13.5  罗兰-C
  13.6  罗兰-C海图
  13.7  误差源
  13.8  罗兰-C接收机
  13.9  民用接收机
  13.10  奥米伽系统
  参考文献
第14章  卫星导航：空间部分
  14.1  历史背景
  14.2  GPS：系统设计
  14.3  GPS卫星轨道
  14.4  轨道摄动
  14.5  星载系统
  14.6  GPS卫星信号
  14.7  最新发展：GPSⅢ
  参考文献
第15章  卫星导航：控制部分
  15.1  引言
  15.2  监测站的地理位置
  15.3  卫星星历的确定
  15.4  GPS时间协调
  15.5  信号传播速度
  参考文献
第16章  卫星导航：用户部分
  16.1  引言
  16.2  GPS接收机
  16.3  差分GPS
  16.4  GPS-INS组合
  16.5  GPS的应用
    16.5.1  测绘和制图
    16.5.2  卫星授时
    16.5.3  航空和航海导航
    16.5.4  铁路
    16.5.5  农业
    16.5.6  地面交通
    16.5.7  安全和救灾
    16.5.8  休闲娱乐
    16.5.9  环境
    16.5.10  空间应用
  参考文献
第17章  太空导航
  17.1  简介
  17.2  阿波罗计划
  17.3  阿波罗计划的设计
  l7.4  遥远行星的导航：水手号使命
  参考文献
第18章  导航的未来
  18.1  引言
  18.2  物质波：德布罗意理论
  18.3  原子干涉：衍射光栅
  18.4  卡皮查一狄拉克效应
  18.5  原子干涉仪
  18.6  原子陀螺仪
  18.7  铯喷泉频率标准
  18.8  量子计算机
参考文献
后记