無人機通信與導航（簡體書）

本書為無人機專業應用型人才培養規劃教材之一,主要講述無人機通信與導航方面的知識及應用。全書分為三部分,包括序論、無人機通信和無人機導航。序論部分,介紹了無人機概念、無線電基本知識和通信導航基本概念;無人機通信部分,介紹了通信的基本原理、無人機通信的分類、無人機通信設備及工作模式、無人機通信的典型應用及未來展望;無人機導航部分,介紹了導航的基本知識、衛星導航、慣性導航、其他導航、導航系統的組合應用、無人機導航設備及應用模式、無人機導航的典型應用及未來展望。本書既有概念理論知識,又有無人機具體應用介紹,內容循序漸進,通俗易懂。
本書適用於無人機工程類、飛行制導控制類、航空飛行器類、電子信息類等專業的本科和高職高專教學,亦可作為培訓類學校無人機專業的教學及實踐教材,同時可供無人機應用領域、通信導航領域的工程技術人員、無人機操控人員參考。

北京航空航天大學資深教師編寫，配有教學課件

第一部分 序 論


第1章 無人機及通信導航基礎


1.1 無人機的基本知識


1.1.1 無人機的基本概念


1.1.2 無人機的分類及組成


1.1.3 無人機的功用與任務


1.2 無人機通信及特點


1.2.1 無人機的通信需求


1.2.2 無人機的通信特點


1.3 無人機導航及特點


1.3.1 無人機的導航需求


1.3.2 無人機的導航特點


1.4 習 題


第2章 無線電技術基礎


2.1 無線電波及傳播


2.1.1 無線電波的產生


2.1.2 無線電波的極化方式


2.1.3 無線電波的傳播特性


2.1.4 無線電波的傳播方式


2.2 天線與饋線


2.2.1 天線的作用


2.2.2 天線的分類


2.2.3 天線主要性能指標


2.2.4 天線的饋線


2.3 無線電信號的調製與發射


2.3.1 發射機的基本組成


2.3.2 調製的作用與分類


2.3.3 發射機的主要性能指標


2.4 無線電信號的接收與處理


2.4.1 超外差式接收機


2.4.2 接收機的主要性能指標


2.5 習 題


第二部分 無人機通信


第3章 通信的基本原理


3.1 通信的基本知識


3.1.1 通信的來源及定義


3.1.2 通信的基本手段、方式及分類


3.1.3 現代通信的現狀


3.2 通信過程及構成要素


3.2.1 通信過程


3.2.2 信 源


3.2.3 發送設備


3.2.4 信道傳遞


3.2.5 外界幹擾


3.2.6 接收設備


3.2.7 收信者


3.3 無人機數據鏈


3.3.1 傳輸通道


3.3.2 消息標準


3.3.3 通信協議


3.4 通信性能指標


3.5 習 題


第4章 無人機通信的分類


4.1 按傳輸手段劃分


4.1.1 電臺移動通信


4.1.2 蜂窩移動通信


4.1.3 WiFi通信


4.1.4 衛星中繼通信


4.1.5 電纜通信


4.2 按通信頻段劃分


4.2.1 短波頻段


4.2.2 超短波頻段


4.2.3 微波頻段


4.2.4 衛星通信頻段


4.3 按通信距離劃分


4.4 按參量取值方式劃分


4.5 按消息物理特徵劃分


4.6 按傳輸媒介劃分


4.6.1 電媒介通信


4.6.2 光媒介通信


4.6.3 聲媒介通信


4.7 習 題


第5章 無人機通信設備及工作模式


5.1 通信設備


5.1.1 移動電臺通信設備


5.1.2 蜂窩移動通信設備


5.1.3 Wi Fi通信設備


5.1.4 衛星通信設備


5.1.5 有線通信設備


5.2 工作模式


5.2.1 任務管理通信模式


5.2.2 飛控管理通信模式


5.3 習 題


第6章 無人機通信的典型應用


6.1 自組網通信


6.1.1 組網方案


6.1.2 通信方式


6.1.3 無人機自組網通信實例


6.2 中繼網絡通信


6.2.1 問題描述


6.2.2 方案實現


6.2.3 無人機中繼網絡通信實例


6.3 習 題


第7章 無人機通信的未來展望


7.1 無人機通信新技術


7.1.1 遠距離通信傳輸技術


7.1.2 移動自組織網絡技術


7.1.3 抗幹擾技術


7.1.4 激光通信技術


7.1.5 一站多機技術


7.1.6 信道綜合技術


7.2 無人機通信發展趨勢


7.2.1 安全化趨勢


7.2.2 小型化趨勢


7.2.3 高速化趨勢


7.2.4 網絡化趨勢


7.2.5 通用化趨勢


7.3 無人機通信的機遇與挑戰


7.3.1 機 遇


7.3.2 挑 戰


7.4 習 題


第三部分 無人機導航


第8章 導航的基本知識


8.1 導航的起源及定義


8.2 導航的基本手段及分類


8.2.1 導航的基本手段


8.2.2 導航的分類


8.3 導航的時空基準


8.3.1 時間基準


8.3.2 空間基準


8.4 地理信息與地圖


8.4.1 地理信息


8.4.2 地 圖


8.5 導航的性能指標


8.6 現代導航的現狀


8.7 習 題


第9章 衛星導航


9.1 概 述


9.2 衛星導航原理


9.2.1 測量參數


9.2.2 衛星定位原理


9.3 全球衛星導航系統


9.3.1 GPS


9.3.2 GLONASS


9.3.3 Galileo


9.3.4 BDS


9.4 衛星導航系統的誤差分析


9.5 衛星導航的增強系統


9.5.1 地基增強系統(GBAS)


9.5.2 星基增強系統(SBAS)


9.5.3 空基增強系統(ABAS)


9.6 無人機衛星導航應用


9.6.1 軍用無人機


9.6.2 快遞無人機


9.6.3 航拍測繪無人機


9.7 習 題


第10章 慣性導航


10.1 概 述


10.1.1 慣性導航的發展歷程


10.1.2 中國慣性導航的發展現狀


10.2 慣性導航原理


10.2.1 加速度計原理


10.2.2 陀螺儀原理


10.3 慣性導航系統


10.3.1 系統簡介


10.3.2 慣性導航系統分類


10.3.3 常見慣導產品


10.4 無人機慣性導航應用


10.5 習 題


第11章 其他導航


11.1 無線電導航


11.1.1 概 述


11.1.2 基本原理


11.1.3 多普勒導航


11.2 圖形匹配導航


11.2.1 地形匹配導航


11.2.2 景像匹配導航


11.2.3 桑地亞慣性地形輔助導航


11.2.4 圖形匹配導航的特性


11.3 地磁導航


11.3.1 基本原理


11.3.2 導航特性


11.4 視覺導航


11.4.1 概 述


11.4.2 基本原理


11.4.3 無人機應用


11.5 天文導航


11.5.1 概 述


11.5.2 基本原理


11.5.3 基本特點


11.6 超寬帶導航


11.6.1 概 述


11.6.2 基本原理


11.6.3 系統特點


11.6.4 無人機應用


11.7 Wi Fi導航


11.7.1 WLAN 與WiFi


11.7.2 定位基本原理


11.7.3 基本特點


11.7.4 無人機應用


11.8 習 題


第12章 導航系統的組合應用


12.1 概 述


12.2 組合導航原理


12.2.1 信息融合技術


12.2.2 卡爾曼濾波算法


12.3 典型組合導航方式


12.3.1 GPS/INS組合導航


12.3.2 慣導/地形匹配組合導航


12.3.3 慣導/多普勒組合導航


12.3.4 慣導/地磁組合導航


12.4 習 題


第13章 導航設備及應用模式


13.1 無人機導航需求分析


13.1.1 位置需求


13.1.2 高度需求


13.1.3 速度需求


13.1.4 加速度需求


13.1.5 姿態需求


13.1.6 時間需求


13.2 導航設備及應用模式


13.2.1 定位設備


13.2.2 測高設備


13.2.3 測速設備


13.2.4 測加速度設備


13.2.5 測姿設備


13.2.6 授時設備


13.3 習 題


第14章 無人機導航的典型應用


14.1 單機導航


14.1.1 微小型無人機導航


14.1.2 作戰無人機導航


14.1.3 高空長航時無人機導航


14.2 多機導航


14.2.1 編隊飛行導航


14.2.2 空中加油導航


14.3 導航服務


14.3.1 聯合作戰領域的應用


14.3.2 船舶引航領域的應用


14.4 習 題


第15章 無人機導航的未來展望


15.1 新需求展望


15.2 新技術展望


15.2.1 單一導航新技術


15.2.2 組合導航新技術


15.3 發展趨勢


15.3.1 高精度


15.3.2 組合化


15.3.3 小型化


15.3.4 高可靠


15.3.5 智能化


15.4 機遇與挑戰


15.4.1 機 遇


15.4.2 挑 戰


15.5 習 題


附錄 縮略語參考表


參考文獻