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第1章 自动控制基础1

1.1 自动控制概述1

1.2 控制和反馈控制2

1.3 反馈控制系统的构成和分类4

1.4 控制系统的响应和控制的优劣6

1.4.1 控制方式6

1.4.2 控制的评价7

1.5 智能控制理论8

1.6 启发式搜索8

1.6.1 图搜索算法9

1.6.2 启发函数12

1.6.3 A·搜索算法15

1.7 遗传算法15

1.7.1 简单遗传操作17

1.7.2 一个示例19

1.7.3 遗传算法的优势21

1.8 霍普费尔德神经网络23

1.8.1 离散霍氏网24

1.8.2 连续霍氏网26

1.8.3 组合最优化28

第2章 航海技术及自动化发展概况31

2.1 航海技术发展历程31

2.1.1 陆标定位31

2.1.2 天文航海32

2.1.3 航海计时技术35

2.1.4 传统航海技术的特点35

2.2 现代航海技术36

2.2.1 全球定位系统（GPS）／差分全球定位系统（DGPS）36

2.2.2 自动识别系统（automatic identification system，AIS）38

第3章 海上通信系统49

3.1 GMDSS概述49

3.1.1 功能要求49

3.1.2 无线通信服务50

3.1.3 GMDSS海区50

3.1.4 设备配置要求50

3.1.5 GMDSS设备和系统50

3.2 GMDSS发展53

3.2.1 GMDSS技术方面的变化53

3.2.2 GMDSS规则方面的变化55

3.3 通信技术及GMDSS发展趋势56

3.3.1 通信技术发展趋势56

3.3.2 通信业务的发展趋势57

3.3.3 GMDSS的未来发展趋势59

第4章 船舶定位系统60

4.1 定位系统发展过程60

4.2 罗兰C导航系统60

4.2.1 概述60

4.2.2 系统组成61

4.2.3 基本原理61

4.3 GPS导航系统62

4.3.1 概述62

4.3.2 系统组成63

4.3.3 卫星信号67

4.3.4 导航电文（D码）72

4.3.5 GPS信号调制与解调74

4.3.6 GPS基本原理75

4.4 GLONASS导航系统84

4.4.1 概述84

4.4.2 系统组成85

4.4.3 基本原理86

4.5 Galileo导航系统87

4.5.1 概述87

4.5.2 系统组成88

4.5.3 基本原理88

4.6 北斗导航系统89

4.6.1 概述89

4.6.2 系统组成90

4.6.3 基本原理90

第5章 航行计划制定系统92

5.1 最佳航线92

5.2 航线设计方法93

5.2.1 等时线法（作图法）93

5.2.2 动态规划法94

第6章 船舶自动舵系统97

6.1 船舶自动操舵概述97

6.2 机械式自动舵97

6.3 PID自动舵98

6.3.1 自动保向PID自动舵原理98

6.3.2 比例-积分-微分（PID）操舵99

6.3.3 PID自动舵的局限性100

6.4 自适应自动舵101

6.4.1 自适应控制系统的概念101

6.4.2 自适应自动舵产生的原因与背景102

6.4.3 自适应自动舵的分类及各类自适应自动舵的技术水平103

6.4.4 自整定PID操舵仪的原理104

6.5 智能自动舵105

6.5.1 智能自适应控制技术的发展及现状105

6.5.2 模糊自适应控制106

6.5.3 神经网络自适应控制107

6.5.4 遗传自适应控制107

6.6 航迹舵108

6.6.1 航向保持原理109

6.6.2 船位数据的获得与处理109

6.6.3 自动转向原理109

6.7 自动舵的发展趋势109

第7章 船舶自动避碰系统111

7.1 船舶海上避碰行为认知111

7.1.1 海上避碰行动特征量111

7.1.2 采取避碰行动时两船距离统计112

7.1.3 采取避碰行动时目标船会遇最近距113

7.1.4 避碰行动的种类115

7.1.5 转向避碰行动的幅度116

7.2 船舶自动避碰技术116

7.2.1 船舶自动避碰决策系统研究的现状116

7.2.2 船舶避碰专家系统117

7.2.3 避碰领域知识库的处理117

7.2.4 避让决策的处理119

7.2.5 船舶避碰专家系统的构建120

第8章 综合船桥系统123

8.1 IBS概述123

8.2 IBS的发展123

8.2.1 第一代综合船桥IBS（20世纪70年代初期）124

8.2.2 第二代综合船桥IBS（20世纪70年代后期至80年代前期）124

8.2.3 第三代综合船桥IBS（20世纪80年代中后期至90年代后期）125

8.2.4 第四代综合船桥IBS（20世纪90年代中期至今）126

8.3 综合船桥系统IBS（Integrated Bridge System）的关键技术128

8.3.1 综合船桥系统的系统集成技术129

8.3.2 综合船桥系统的体系结构和信息流程129

8.3.3 最佳航线设计129

8.3.4 航迹控制技术130

8.3.5 多目标避碰辅助决策系统130

8.3.6 雷达图像与电子海图图像叠加130

8.4 IBS的发展趋势131

第9章 e-Navigation132

9.1 e-Navigation概念及发展132

9.2 e-Navigation战略实施计划135

参考文献143