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商品簡介
目次
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本書是從實際應用角度來考慮基於衛星的量子導航定位系統中所涉及的有關量子衛星導航定位系統的設計、捕獲瞄準與跟蹤系統技術和粗精跟蹤控制、糾纏光特性制備及其到達時間差的獲取、量子信道大氣擾動延時補償方法，以及量子定位系統仿真平臺設計等方面內容的一本著作。在量子衛星導航定位系統的設計方面，詳細給出了量子導航定位系統框架結構的設計，星基量子定位導航系統的測距、定位與導航，以及量子導航定位系統中光學信號傳輸系統設計；在捕獲瞄準與跟蹤系統技術和粗精跟蹤控制方面，著重在量子導航定位系統中的捕獲和粗跟蹤技術、量子定位中粗跟蹤控制系統設計與仿真實驗，以及量子定位系統中精跟蹤控制的研究，為了達到“針尖對麥芒”的高精度精跟蹤控制，精跟蹤系統中采用了自適應強跟蹤卡爾曼濾波器（ASTKF）設計，以及帶有ASTKF的精跟蹤系統比例積分微分（PID）控制器設計；在糾纏光特性制備及其到達時間差的獲取方面，涉及自發參量下轉換制備糾纏光子對的特性研究、雙量子系統**糾纏態制備的兩種控制方法，以及基於量子糾纏光的符合計數與到達時間差的研究；在量子信道大氣擾動延時補償方法方面，著重在量子信道大氣擾動延時補償方法的研究和削弱大氣幹擾影響的三種量子測距定位方案的研究，所有的研究都進行了系統仿真實驗，其中包括考慮超前瞄準角的ATP系統的設計及其仿真實驗。
本書可以作為量子物理化學、量子信息與通信，以及對量子系統控制感興趣的電子、力學工程、應用數學、計算科學和控制工程等領域的高年級本科生或研究生有關量子控制系統應用技術的教材或參考書籍。
本書可以作為量子物理化學、量子信息與通信，以及對量子系統控制感興趣的電子、力學工程、應用數學、計算科學和控制工程等領域的高年級本科生或研究生有關量子控制系統應用技術的教材或參考書籍。
目次
前言
第1章 概論
1.1 量子糾纏態制備的國內外現狀
1.1.1 自發參量下轉換制備光子糾纏態
1.1.2 離子阱制備糾纏態
1.1.3 腔量子電動力學制備糾纏態
1.2 量子衛星系統的發展狀況
1.3 捕獲、跟蹤和瞄準技術
1.4 量子定位技術及量子時鐘同步技術
1.5 量子導航定位技術的發展前景
1.6 本書內容及章節安排
1.6.1 本書內容
1.6.2 本書章節安排
第2章 量子衛星導航定位系統的設計
2.1 量子導航定位系統框架結構的設計
2.1.1 量子導航定位系統的定位過程與組成結構
2.1.2 自發參量下轉換產生量子糾纏光子對的工作原理
2.1.3 ATP子系統的內部框架結構與工作過程
2.1.4 光子幹涉測量子系統的組成結構與工作過程一
2.1.5 信號處理子系統的數據解算原理
2.1.6 小結
2.2 星基量子定位導航系統的測距、定位與導航
2.2.1 星地光鏈路的建立
2.2.2 糾纏光到達時間差的獲取
2.2.3 基於到達時間差的量子測距、定位與導航
2.2.4 小結
2.3 量子導航定位系統中光學信號傳輸系統設計
2.3.1 光學信號傳輸系統的結構和性能指標
2.3.2 光學信號傳輸系統設計
2.3.3 HOM幹涉儀
2.3.4 小結
第3章 捕獲瞄準與跟蹤系統技術
3.1 量子導航定位系統中的捕獲和粗跟蹤技術
3.1.1 ATP系統的組成和工作過程
3.1.2 捕獲階段的初始指向和掃描技術
3.1.3 捕獲階段的精度和性能
3.1.4 粗跟蹤階段的精度和性能
3.1.5 小結
3.2 量子定位中粗跟蹤控制系統設計與仿真實驗
3.2.1 粗跟蹤系統控制環路與傳遞函數建立
3.2.2 粗跟蹤系統三環控制回路的設計
3.2.3 小結
3.3 量子定位系統中捕獲與粗跟蹤控制研究
3.3.1 衛星運行軌道與發射信號的獲取
3.3.2 基於兩軸的粗跟蹤控制系統設計
3.3.3 基於兩軸的捕獲與粗跟蹤系統仿真實驗及其結果分析
3.3.4 小結
第4章 捕獲瞄準與跟蹤系統中精跟蹤控制
4.1 量子定位系統中的精跟蹤系統與超前瞄準系統
4.1.1 量子定位系統及ATP系統的工作過程
4.1.2 精跟蹤系統中的部件參數與系統性能之間的關係以及選型分析
4.1.3 精跟蹤系統控制框圖與傳遞函數的建立
4.1.4 超前瞄準系統結構與超前瞄準角度控制
4.1.5 小結
4.2 量子定位中精跟蹤系統的PID控制
4.2.1 精跟蹤系統模型建立
4.2.2 精跟蹤系統PID控制器的設計
4.2.3 精跟蹤系統仿真實驗及其結果分析
4.2.4 小結
4.3 量子定位中精跟蹤系統狀態濾波與控制器設計
4.3.1 精跟蹤系統結構及其工作原理
4.3.2 精跟蹤系統中擾動與噪聲模型的建立以及特性分析
4.3.3 精跟蹤系統中ASTKF設計
4.3.4 帶有ASTKF的精跟蹤系統PID控制器的設計
4.3.5 精跟蹤系統仿真實驗及其性能對比分析
4.3.6 小結
第5章 糾纏光特性制備及其到達時間差的獲取
5.1 自發參量下轉換制備糾纏光子對的特性
5.1.1 Ⅱ型自發參量下轉換光子對的產生
5.1.2 雙光子聯合光譜以及單光子光譜與抽運頻寬和晶體厚度的關係
5.1.3 不同參數下的光譜特性實驗及其結果分析
5.1.4 小結
5.2 雙量子系統最大糾纏態制備的兩種控制方法
5.2.1 量子系統狀態調控模型的建立
5.2.2 HCI脈衝序列制備糾纏態
5.2.3 元脈衝制備糾纏態
5.2.4 小結
5.3 基於量子糾纏光的符合計數與到達時間差的獲取
5.3.1 量子糾纏光的二階關聯特性和雙脈衝的符合測量原理
5.3.2 符合測量單元的軟件算法設計
5.3.3 符合算法中各參數對性能影響及其優化選取
5.3.4 小結
第6章 量子信道大氣擾動延時補償方法
6.1 量子信道大氣擾動延時補償方法的研究
6.1.1 電離層路徑延遲和對流層路徑延遲的產生因素
6.1.2 電離層路徑延遲修正模型
6.1.3 對流層路徑延遲修正模型
6.1.4 小結
6.2 削弱大氣幹擾影響的三種量子測距定位方案
6.2.1 糾纏光在大氣層中傳播時產生的距離誤差
6.2.2 三種削弱大氣層影響的方案
6.2.3 數值計算實例
6.2.4 小結
第7章 量子定位系統仿真平臺設計
7.1 地面對量子衛星信號捕獲及粗跟蹤過程的仿真研究
7.1.1 衛星運行軌道參數的確定及經過地面端上方區域時間的計算
7.1.2 地面端接收衛星發射信號的方位角和俯仰角的推導
7.1.3 基於GUI的動畫仿真演示平臺設計
7.1.4 小結
7.2 ATP系統動態仿真平臺設計
7.2.1 ATP系統的工作原理
7.2.2 基於GUI的ATP系統動態仿真平臺設計
7.2.3 ATP系統動態仿真平臺實例演示
7.2.4 小結
7.3 基於GUI的糾纏光子源產生與接收以及時間差擬合的仿真平臺設計
7.3.1 糾纏光子源產生與接收以及符合計數擬合的工作過程和G
第1章 概論
1.1 量子糾纏態制備的國內外現狀
1.1.1 自發參量下轉換制備光子糾纏態
1.1.2 離子阱制備糾纏態
1.1.3 腔量子電動力學制備糾纏態
1.2 量子衛星系統的發展狀況
1.3 捕獲、跟蹤和瞄準技術
1.4 量子定位技術及量子時鐘同步技術
1.5 量子導航定位技術的發展前景
1.6 本書內容及章節安排
1.6.1 本書內容
1.6.2 本書章節安排
第2章 量子衛星導航定位系統的設計
2.1 量子導航定位系統框架結構的設計
2.1.1 量子導航定位系統的定位過程與組成結構
2.1.2 自發參量下轉換產生量子糾纏光子對的工作原理
2.1.3 ATP子系統的內部框架結構與工作過程
2.1.4 光子幹涉測量子系統的組成結構與工作過程一
2.1.5 信號處理子系統的數據解算原理
2.1.6 小結
2.2 星基量子定位導航系統的測距、定位與導航
2.2.1 星地光鏈路的建立
2.2.2 糾纏光到達時間差的獲取
2.2.3 基於到達時間差的量子測距、定位與導航
2.2.4 小結
2.3 量子導航定位系統中光學信號傳輸系統設計
2.3.1 光學信號傳輸系統的結構和性能指標
2.3.2 光學信號傳輸系統設計
2.3.3 HOM幹涉儀
2.3.4 小結
第3章 捕獲瞄準與跟蹤系統技術
3.1 量子導航定位系統中的捕獲和粗跟蹤技術
3.1.1 ATP系統的組成和工作過程
3.1.2 捕獲階段的初始指向和掃描技術
3.1.3 捕獲階段的精度和性能
3.1.4 粗跟蹤階段的精度和性能
3.1.5 小結
3.2 量子定位中粗跟蹤控制系統設計與仿真實驗
3.2.1 粗跟蹤系統控制環路與傳遞函數建立
3.2.2 粗跟蹤系統三環控制回路的設計
3.2.3 小結
3.3 量子定位系統中捕獲與粗跟蹤控制研究
3.3.1 衛星運行軌道與發射信號的獲取
3.3.2 基於兩軸的粗跟蹤控制系統設計
3.3.3 基於兩軸的捕獲與粗跟蹤系統仿真實驗及其結果分析
3.3.4 小結
第4章 捕獲瞄準與跟蹤系統中精跟蹤控制
4.1 量子定位系統中的精跟蹤系統與超前瞄準系統
4.1.1 量子定位系統及ATP系統的工作過程
4.1.2 精跟蹤系統中的部件參數與系統性能之間的關係以及選型分析
4.1.3 精跟蹤系統控制框圖與傳遞函數的建立
4.1.4 超前瞄準系統結構與超前瞄準角度控制
4.1.5 小結
4.2 量子定位中精跟蹤系統的PID控制
4.2.1 精跟蹤系統模型建立
4.2.2 精跟蹤系統PID控制器的設計
4.2.3 精跟蹤系統仿真實驗及其結果分析
4.2.4 小結
4.3 量子定位中精跟蹤系統狀態濾波與控制器設計
4.3.1 精跟蹤系統結構及其工作原理
4.3.2 精跟蹤系統中擾動與噪聲模型的建立以及特性分析
4.3.3 精跟蹤系統中ASTKF設計
4.3.4 帶有ASTKF的精跟蹤系統PID控制器的設計
4.3.5 精跟蹤系統仿真實驗及其性能對比分析
4.3.6 小結
第5章 糾纏光特性制備及其到達時間差的獲取
5.1 自發參量下轉換制備糾纏光子對的特性
5.1.1 Ⅱ型自發參量下轉換光子對的產生
5.1.2 雙光子聯合光譜以及單光子光譜與抽運頻寬和晶體厚度的關係
5.1.3 不同參數下的光譜特性實驗及其結果分析
5.1.4 小結
5.2 雙量子系統最大糾纏態制備的兩種控制方法
5.2.1 量子系統狀態調控模型的建立
5.2.2 HCI脈衝序列制備糾纏態
5.2.3 元脈衝制備糾纏態
5.2.4 小結
5.3 基於量子糾纏光的符合計數與到達時間差的獲取
5.3.1 量子糾纏光的二階關聯特性和雙脈衝的符合測量原理
5.3.2 符合測量單元的軟件算法設計
5.3.3 符合算法中各參數對性能影響及其優化選取
5.3.4 小結
第6章 量子信道大氣擾動延時補償方法
6.1 量子信道大氣擾動延時補償方法的研究
6.1.1 電離層路徑延遲和對流層路徑延遲的產生因素
6.1.2 電離層路徑延遲修正模型
6.1.3 對流層路徑延遲修正模型
6.1.4 小結
6.2 削弱大氣幹擾影響的三種量子測距定位方案
6.2.1 糾纏光在大氣層中傳播時產生的距離誤差
6.2.2 三種削弱大氣層影響的方案
6.2.3 數值計算實例
6.2.4 小結
第7章 量子定位系統仿真平臺設計
7.1 地面對量子衛星信號捕獲及粗跟蹤過程的仿真研究
7.1.1 衛星運行軌道參數的確定及經過地面端上方區域時間的計算
7.1.2 地面端接收衛星發射信號的方位角和俯仰角的推導
7.1.3 基於GUI的動畫仿真演示平臺設計
7.1.4 小結
7.2 ATP系統動態仿真平臺設計
7.2.1 ATP系統的工作原理
7.2.2 基於GUI的ATP系統動態仿真平臺設計
7.2.3 ATP系統動態仿真平臺實例演示
7.2.4 小結
7.3 基於GUI的糾纏光子源產生與接收以及時間差擬合的仿真平臺設計
7.3.1 糾纏光子源產生與接收以及符合計數擬合的工作過程和G
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