“航空航天器”是指空中及太空中的飛行器，之所以將這兩者相提并論，是因為它們均可以較高的運動速度實現(xiàn)三維可控運動，遵循類似的運動方程和參數(shù)，也都需要精確導(dǎo)航定位。導(dǎo)航定位是本書重點探討的內(nèi)容。
　　各種航空航天導(dǎo)航系統(tǒng)的主要區(qū)別在于其組成的復(fù)雜程度。通常，一個導(dǎo)航系統(tǒng)可能由若干傳感器和其他組合器件（如慣性導(dǎo)航系統(tǒng)）組成，或由一組機載和地面器件（如無線電導(dǎo)航系統(tǒng)）組成，或由一組機載和空間器件（如衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）組成，或基于雷達／光學(xué)測量原理構(gòu)建（如相關(guān)極值測量系統(tǒng)或地圖匹配系統(tǒng)）。盡管組成不盡相同，但是導(dǎo)航系統(tǒng)的目的是相同的——提供關(guān)于任意航空航天器導(dǎo)航參數(shù)變化的有價值和可靠的信息。事實上，在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，所有的傳感器和導(dǎo)航系統(tǒng)都非常重要，它們對導(dǎo)航效率的貢獻并不是由設(shè)計復(fù)雜性決定的，而是由測量誤差的動態(tài)特性和頻譜特性決定的。
　　導(dǎo)航系統(tǒng)的這些屬性對確保組合導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度非常重要——這些內(nèi)容將是本書的主要議題。當(dāng)選擇最佳的機載導(dǎo)航系統(tǒng)組合時，重要的是知道各系統(tǒng)的誤差特性、可靠性、質(zhì)量和尺寸，以及成本效益。本書還介紹了不同類型導(dǎo)航系統(tǒng)未來的發(fā)展前景及提高它們性能的可能性。
　　本書探討了7種不同類型的導(dǎo)航系統(tǒng)，但其中只有1種導(dǎo)航系統(tǒng)能在各種條件下提供完整的自主導(dǎo)航，雖然可能只在短時間內(nèi)保證導(dǎo)航精度。這就是基于陀螺儀和加速度計的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，陀螺儀和加速度計在所有導(dǎo)航設(shè)備中技術(shù)相對成熟，統(tǒng)稱為慣性傳感器。慣性傳感器種類繁多，包括精度非常高的傳感器，如光纖陀螺和電子陀螺，以及體積小且廉價的基于MEMS的傳感器。
　　第1章主要描述了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計原理、功能算法和可實現(xiàn)的精度，并重點討論了所有航空航天導(dǎo)航系統(tǒng)中使用最廣泛的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　第2章介紹了近年來導(dǎo)航領(lǐng)域最常用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一場導(dǎo)航革命，從根本上改變了以往的導(dǎo)航方式。在一定條件下，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以將導(dǎo)航誤差降至數(shù)米，甚至達到分米和厘米量級（在載波相位測量模式下）。然而，由于衛(wèi)星測量中的完整性損失風(fēng)險和衛(wèi)星導(dǎo)航的低抗干擾能力，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)難以滿足快速增長的導(dǎo)航測量精度和可靠性要求。對于大城市的個人導(dǎo)航，特別是室內(nèi)導(dǎo)航，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以通過基于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)信號電子地圖的本地導(dǎo)航系統(tǒng)進行補充。對于大多數(shù)航空航天器來說，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要與經(jīng)典無線電導(dǎo)航系統(tǒng)配合一起使用。
　　第3章介紹了遠程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，遠程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)精度不高，但是可靠性相對較高。遠程無線電導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋到所有可能的航空路線，這使得它能夠在缺少衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收機或失去衛(wèi)星導(dǎo)航的情況下，確定飛機的航線位置。
　　第4章介紹了短程無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在要求精確運動控制的特定區(qū)域進行非常準(zhǔn)確和可靠的定位，通常是在機場附近。這種方法也可用于飛機或航天器交會任務(wù)中。
　　第5章介紹了無線電著陸導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許飛機在所有必要運動參數(shù)的控制下準(zhǔn)確地保持著陸的路徑。甚高頻全相信標(biāo)／測距儀系統(tǒng)內(nèi)的航向、下滑和指點信標(biāo)可以為飛機控制著陸軌跡提供無線電信號。這些著陸系統(tǒng)的應(yīng)用提高了飛機著陸的安全性，它們是任何高等級機場必須配置的助航設(shè)備。
　　第2章—第5章中介紹的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)都需要部署一套數(shù)量不菲的地面無線電信標(biāo)，其目的是為飛機導(dǎo)航提供無線電信號。然而，在大自然中也存在與地球和其他行星表面相關(guān)的各種自然物理信息，這些信息可以用于精確導(dǎo)航。飛機的高度及其下面的地形地貌肯定可以作為飛機導(dǎo)航的參考信息，目前可以借助機載儀器來測量這些參數(shù)，并將這些數(shù)值與預(yù)先準(zhǔn)備的地圖進行比較。還有其他一些物理參數(shù)，其實際值可以與地圖值進行比較，由此得到的信息可以計算出飛機位置的坐標(biāo)，這些方法通常通過相關(guān)極值圖像分析的原理實現(xiàn)。第6章就介紹了基于此原理的導(dǎo)航系統(tǒng)。
　　第7章專門針對與兩個航空航天器對接相關(guān)的自動尋的系統(tǒng)，如導(dǎo)彈引導(dǎo)，需要知道一個運載器相對于另一個運載器的相對位置信息。該信息可以通過不同頻段范圍內(nèi)的有源或無源定位原理獲得。制導(dǎo)系統(tǒng)的性能正在迅速提高并變得更“聰明”，本章也介紹了制導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
　　第8章介紹了集成兩個或多個具有不同物理特性和操作原理的傳感器的導(dǎo)航系統(tǒng)中采用的多種濾波算法。這種導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器的輸出信號需要進行濾波處理，以便更有效地抑制每個傳感器的測量誤差。在采用兩個不同傳感器的情況下，它們的輸出通常分別通過低通和高通濾波器。但是，這些濾波器的具體參數(shù)必須根據(jù)最優(yōu)線性濾波理論進行選擇；近年來，非線性濾波的使用非常頻繁。組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信號綜合是開發(fā)和檢驗最優(yōu)和次優(yōu)濾波方法可靠性的常用的測試項目之一，整章將深入討論該主題。本章還介紹了濾波問題的主要衍生類型及用于解決這些問題的算法。