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| 編輯推薦： |
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1. 跨越3000年导航技术史，从观星辨位到北斗系统系统梳理人类导航发展全历程，涵盖地标、星象、钟表、无线电至卫星导航，完整呈现技术演进与文明智慧。2.揭秘历史关键节点与人物故事，展现科学背后的博弈与突破从伽利略的天文探索到哈里森的航海钟表，从经度难题到北斗系统，讲述导航史上真实的人物轶事与技术竞争。3. 聚焦中国方案，解读北斗系统如何重塑全球导航格局深入介绍我国北斗卫星导航系统的建设成果与技术原理，展现大国重器在时间同步、定位精度等方面的突破。4. 融合科普性与实用性，既讲历史也教方法不仅讲述导航发展史，也介绍日常辨向、地图绘制、无线电定位等实用知识，兼具科学启发与现实参考价值。
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| 內容簡介： |
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古代人骑马、开船，现代人驱车、驾机，甚至乘火箭遨游太空，这些都需要导航。导航是确定当前位置、寻找前往目的地的技术和方法。导航发展的过程，也是人类认识世界的过程，其中充满了人类的智慧，但也不乏惨痛的教训。本书通过对各种导航方法发展过程的详细介绍，展现古代人和现代人把导航方面的一个个奇思妙想转为现实的曲折故事。在我国独具特色的北斗卫星导航系统全面应用，国家导航定位授时体系建设全面布局的关键时期，希望本书能给大家打开一扇通向现代化导航的大门。
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| 關於作者： |
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李孝辉，研究员，中国科学院国家授时中心副主任，中国科学院国家授时中心时间频率测量与控制研究室主任，陕西天文台副台长，曾主持国家自然科学基金重点项目、国家重大专项关键技术攻关项目、“863计划”项目等。出版科普作品《图解时间》，曾获得科技部全国优秀科普作品奖。
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| 目錄：
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目录
前言 ………………………………………………………………………… 3
第1章 令人头疼的导航 ………………………………………………… 1
1.1 导航让英国损失了一支舰队 ……………………………………… 1
1.2 经度测量让英国准将为难 ………………………………………… 3
1.3 导航要解决位置问题 ……………………………………………… 6
1.4 导航是一项千年难题 ……………………………………………… 7
1.5 对导航技术的研究促进欧洲科技大发展 ………………………… 7
1.6 伪科学也被用于导航 ……………………………………………… 12
第2章 在旋转的球体上导航 ………………………………………… 17
2.1 地球是旋转的球体 ………………………………………………… 17
2.2 在旋转的球体上“画线” ………………………………………… 20
2.3 分辨方向是生活中的基本技能 …………………………………… 28
2.4 伽利略与3种导航方法 …………………………………………… 38
第3章 地标导航的发展历程 ………………………………………… 51
3.1 亚历山大灯塔 ……………………………………………………… 51
3.2 用水泥建造的灯塔 ………………………………………………… 52
3.3 航标“同步闪”，解决现代灯塔发展难题 ……………………… 55
第4章 月距法导航的发展历程 ……………………………………… 57
4.1 巴黎天文台 ………………………………………………………… 57
4.2 格林尼治天文台 …………………………………………………… 59
4.3 牛顿的努力 ………………………………………………………… 61
4.4 月距法即将成功 …………………………………………………… 62
第5章 钟表法导航的发展历程 ……………………………………… 64
5.1 一个制造钟表的人 ………………………………………………… 64
5.2 第一台航海钟 ……………………………………………………… 66
5.3 拒绝大奖的诱惑 …………………………………………………… 69
5.4 最完美的钟表 ……………………………………………………… 70
5.5 第四台航海钟 ……………………………………………………… 72
第6章 月距法和钟表法的融合 ……………………………………… 74
6.1 获得大奖的条件 …………………………………………………… 74
6.2 钟表法的明显优势 ………………………………………………… 75
6.3 月距法也获得成功 ………………………………………………… 77
6.4 最终的获奖者 ……………………………………………………… 79
6.5 平分秋色的两种方法 ……………………………………………… 80
6.6 库克船长有“三宝” ……………………………………………… 82
6.7 经度起点确定的依据 ……………………………………………… 84
第7章 从天文导航到无线电导航 …………………………………… 85
7.1 利用时间测量实现定位 …………………………………………… 85
7.2 定位的基础是通过伪随机码测量伪距 …………………………… 87
7.3 根据伪距确定位置 ………………………………………………… 89
7.4 导航的关键是时间 ………………………………………………… 90
7.5 现代的卫星导航系统 ……………………………………………… 93
7.6 谁需要卫星导航？ ………………………………………………… 95
第8章 卫星导航系统的系统时间 …………………………………… 99
8.1 为什么要建立系统时间？ ………………………………………… 99
8.2 目前使用的时间标准 ……………………………………………… 105
8.3 卫星导航系统中的时间尺度 ……………………………………… 108
8.4 如何评价系统时间 ………………………………………………… 110
第9章 卫星导航系统中的时间同步方法 ………………………… 112
9.1 原子钟信号与时间比对 …………………………………………… 112
9.2 站间时间比对 ……………………………………………………… 115
9.3 卫星和地面的时间比对 …………………………………………… 119
9.4 实验室内的时间比对 ……………………………………………… 121
9.5 时间同步频度的设置 ……………………………………………… 126
9.6 时间的使用者与传递者 …………………………………………… 127
第10章 怎么调整原子钟 …………………………………………… 131
10.1 对表的内涵 ………………………………………………………… 131
10.2 原子钟时间的变化规律 …………………………………………… 132
10.3 对表需要慎重 ……………………………………………………… 133
10.4 三种对表方法 ……………………………………………………… 134
10.5 卫星导航系统中的对表 …………………………………………… 137
第11章 不同系统的时间关系需要协调 …………………………… 138
11.1 多系统协同导航 …………………………………………………… 138
11.2 多系统协同导航要解决3个问题 ………………………………… 139
11.3 为什么会有系统时间偏差 ………………………………………… 141
11.4 系统时间偏差有多大 ……………………………………………… 143
11.5 怎么处理系统时间偏差 …………………………………………… 144
11.6 系统时间偏差对用户定位的影响 ………………………………… 144
第12章 未来的导航 ………………………………………………… 145
12.1 开阔环境中，卫星导航是首选 …………………………………… 145
12.2 在城市“峡谷”中导航比较困难 ………………………………… 146
12.3 室内与地下空间导航 ……………………………………………… 147
12.4 深海导航问题还没有解决 ………………………………………… 148
12.5 太空导航技术需要进一步发展 …………………………………… 149
12.6 结束语 ……………………………………………………………… 150
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| 內容試閱：
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影视剧中的海盗为什么要蒙住一只眼睛？吃不饱、穿不暖的古人为什么还有精力研究天文？在宋元时期还遥遥领先的中国科技为什么会逐渐落后？北斗卫星导航系统的某些卫星上为什么要放 4 台原子钟？
这些看起来“八竿子打不着”的问题，其实都和导航有关。
导航是一门科学，目的是让我们找到前往目的地的合理路径。在人类社会的发展中，导航的范围随着人类活动范围的扩大，从村庄、陆地扩展到海上，又从海上扩大到了太空。
不同的范围，有着不同的导航方法，人们几乎想尽了办法来进行导航。从天上的星星、月亮，到人工建造的无线电台，都是导航技术发展过程中人们使用过的工具，无一不凝聚着人类的智慧。
大航海时期，人们对海上导航技术的探索间接推动了欧洲科技的大发展。在第 1 章，我们将看到，彼时人们想到的导航方法千奇百怪，其中有精妙绝伦的好方法，也有投机取巧的伪科学。第 2 章介绍了地球的旋转给导航带来的麻烦，导航的主要手段是确定导航者所处的经度和纬度，而这两个量的测量方法截然不同，为了在海上准确测量经度，人们花费了数百年的时间。伽利略对很多当时热门的导航方法都有研究，但没有一种方法能解决海上导航难题。
辨别方向是日常生活中的必备技能，准确找到东、南、西、北能极大方便人们的日常出行。第 2 章中介绍的在 4 种天气情况下如何通过观测周围可见事物来寻找方向，与第 3 章提到的地标导航方法相呼应。
第 4 章介绍了利用星星和月亮来进行导航的“月距法”的发展历程，第5 章介绍了钟表法导航的发展，从中可以看到人们是怎么通过钟表来导航的。
月距法和钟表法都在一定程度上解决了海上导航的问题，第 6 章介绍了这两种方法的融合，尽管融合的过程是曲折的。这两种方法只解决了海上千米级精度的导航，至于更加精密的导航，则是第 7 章中介绍的无线电导航解决的。无线电导航的原理非常简单，就是解定位方程。无线电导航的实现，主要依赖于精确的时间同步技术。
卫星导航已经成了目前最主要的导航方式，卫星导航里最重要的是时间，第 8 章到第 11 章详细讲解了导航系统协同工作对高精度时间的依赖，北斗卫星导航系统需要将时间同步到纳秒量级（1 纳秒是 1 秒的十亿分之一）。
第 12 章是本书的最后一章，对现代导航方法的局限性进行了分析，也展望了未来导航方法的发展方向。本书介绍了从公元前 280 年至今导航技术的发展，并讲述关键导航技术
背后的故事，相信读者读完后，能获得收获和启发。
非常感谢毕颖老师，在她的帮助下我完成了第一本科普专著《时间的故事》，获得了很好的反响。现在，出版一本介绍我国北斗卫星导航系统建设成果的科普书，也是在毕老师的支持、鼓励和帮助下才得以实现。同时感谢北京大学出版社编辑老师的辛勤工作，使得本书能够顺利出版。
在本书的写作过程中，我还得到了杨旭海研究员、刘娅研究员、刘音华研究员、许龙霞研究员、陈瑞琼副研究员、赵志雄高级工程师等人的帮助，包括技术讨论、资料整理、稿件审查等，在此表示感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者批评指正。
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