全球卫星导航系统原理、进展及应用PDF电子书下载

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引言 2

第1章 导航技术概论 2

1.1 导航的起源 2

1.2 导航的基本要素 5

1.3 现代导航系统及其分类 6

1.3.1 无线电导航系统 6

1.3.2 惯性导航系统 14

1.3.3 天文导航系统 15

1.3.4 地球物理场导航系统 17

1.3.5 组合导航系统 21

1.4 未来新型导航定位技术 22

1.4.1 X射线脉冲星导航技术 22

1.4.2 量子惯性导航技术 24

1.5 PNT体系 25

习题 26

第一篇 GNSS原理 30

第2章 GNSS系统基本原理 30

2.1 GNSS发展历史 30

2.1.1 Transit系统 30

2.1.2 Timation系统 32

2.1.3 621B系统 32

2.1.4 GPS系统起源及发展 32

2.2 GNSS系统结构 33

2.3 GNSS空时系统 36

2.3.1 GNSS空间系统 36

2.3.2 GNSS时间系统 42

2.4 GNSS卫星轨道 45

2.4.1 卫星运动机理 45

2.4.2 卫星的无摄动轨道 47

2.4.3 卫星的摄动轨道 50

2.4.4 GNSS卫星轨道的计算 50

2.5 GNSS定位原理 56

2.5.1 GNSS定位的基本原理 56

2.5.2 GNSS伪距测量 58

2.5.3 GNSS误差来源 60

2.5.4 GNSS性能指标 69

习题 83

第3章 GNSS接收机原理 85

3.1 接收机概述 85

3.1.1 接收机基本结构 85

3.1.2 接收机性能指标 86

3.1.3 接收机分类 90

3.2 空间GNSS信号特征 91

3.2.1 空间信号链路功率预算 91

3.2.2 载噪比的计算 93

3.2.3 多普勒频移的计算 94

3.3 前端 99

3.3.1 天线 99

3.3.2 射频变换 110

3.3.3 模数变换器 114

3.3.4 射频前端设计举例 117

3.4 中频基带信号处理 122

3.4.1 相关与相干累加 122

3.4.2 捕获 127

3.4.3 跟踪技术 144

3.5 GNSS导航信息处理 170

3.5.1 位同步 170

3.5.2 帧同步 173

3.5.3 信道编码及解码 174

3.5.4 伪距计算 175

3.5.5 导航参数解算 177

3.6 接收机自主完好性监测技术 187

3.6.1 完好性的概念及性能指标 187

3.6.2 RAIM算法原理及流程 188

3.6.3 典型RAIM算法 189

习题 196

第4章 GNSS信号体制 199

4.1 GNSS导航信号基本结构 199

4.2 伪随机序列 201

4.2.1 m序列 201

4.2.2 Gold码 202

4.2.3 Weil码 203

4.2.4 Random码 204

4.2.5 Neuman-Hofman（NH）码 205

4.3 导航信号调制体制 206

4.3.1 BPSK调制 207

4.3.2 BOC调制 208

4.3.3 MBOC调制 212

4.3.4 AltBOC调制 217

4.3.5 TDDM调制 228

4.4 恒包络复用技术 229

4.4.1 正交调制复用（QPSK） 229

4.4.2 Interplex复用方式 230

4.4.3 CASM复用方式 231

4.4.4 多数表决复用方式 232

4.4.5 POCET复用方式 233

4.4.6 ACED复用方式 235

4.5 导航电文的编码与解码 235

4.5.1 汉明编码 236

4.5.2 CRC编码及解码 238

4.5.3 BCH编码及解码 240

4.5.4 卷积编码及解码 243

4.5.5 LDPC编码及解码 245

4.5.6 交织及解交织 247

习题 248

第二篇 GNSS现状及未来发展趋势 252

第5章 GPS卫星导航系统 252

5.1 GPS发展、规划及服务 252

5.2 GPS基本结构 253

5.2.1 空间段 253

5.2.2 控制段 255

5.3 GPS系统信号体制 259

5.3.1 信号频率 260

5.3.2 L1C／A、L1P、L2C和L2P信号 261

5.3.3 L5信号 279

5.3.4 L1C信号 300

5.3.5 M信号 311

习题 312

第6章 BDS卫星导航系统 313

6.1 北斗卫星导航试验系统 314

6.1.1 系统组成 314

6.1.2 系统功能 315

6.1.3 技术指标 316

6.1.4 工作原理 316

6.2 北斗区域卫星导航系统 317

6.2.1 系统组成及性能指标 317

6.2.2 信号体制 319

6.3 北斗全球卫星导航系统 327

6.3.1 系统组成 327

6.3.2 系统功能 328

6.3.3 信号体制 328

6.4 北斗卫星导航系统特点 330

6.5 北斗卫星导航星基增强系统 330

习题 331

第7章 GLONASS卫星导航系统 332

7.1 GLONASS发展历史、规划及服务 332

7.2 GLONASS系统基本结构 333

7.2.1 空间段 333

7.2.2 地面控制段 334

7.2.3 地理和时间参考 335

7.3 GLONASS系统信号体制 336

7.3.1 FDMA信号 337

7.3.2 CDMA信号 343

习题 344

第8章 Galileo系统 346

8.1 Galileo发展历史、规划及服务 346

8.2 Galileo系统基本结构 347

8.2.1 空间段 348

8.2.2 地面控制段 350

8.2.3 区域设施部分（regional components） 354

8.2.4 局域设施部分（local components） 354

8.2.5 用户接收机及终端 355

8.3 Galileo系统信号体制 355

8.3.1 射频特性 356

8.3.2 调制体制 357

8.3.3 扩频码 362

8.3.4 电文结构 365

8.3.5 电文内容 374

习题 380

第9章 区域及增强系统 381

9.1 美国WAAS系统 382

9.1.1 系统组成、功能和工作原理 382

9.1.2 WAAS的数据处理流程和算法 383

9.1.3 播发的消息格式 386

9.1.4 系统目标及发展规划 387

9.2 俄罗斯SDCM 388

9.2.1 系统组成 388

9.2.2 系统服务性能分析 389

9.2.3 系统发展现状 390

9.3 欧洲EGNOS系统 390

9.3.1 系统组成 390

9.3.2 性能服务及现状 391

9.4 印度GAGAN 391

9.5 日本MSAS 392

9.6 印度NAVIC系统 393

9.6.1 空间段 393

9.6.2 控制段 394

9.6.3 导航信号 394

9.7 日本QZSS 395

9.7.1 空间段 396

9.7.2 播发信号 396

习题 397

第三篇 GNSS应用技术 400

第10章 精密单点定位技术 400

10.1 PPP的理论基础 401

10.1.1 基本观测值与观测方程 401

10.1.2 观测值的线性组合 402

10.2 PPP的基本原理及流程 407

10.2.1 PPP主要误差来源 407

10.2.2 PPP的观测模型 418

10.2.3 PPP模糊度的处理 423

10.2.4 PPP的定位解算 428

10.3 PPP的现状与发展趋势 429

习题 429

第11章 GNSS差分技术及应用 431

11.1 GNSS差分技术的基本知识 431

11.1.1 GNSS的基本观测量 431

11.1.2 载波相位差分的组合方式 432

11.1.3 整周模糊度解算方法 434

11.2 GNSS差分定姿技术 446

11.2.1 姿态角的定义 447

11.2.2 基线与站星距的关系 448

11.2.3 定姿单频单模单历元常见模型 449

11.2.4 多频多系统定姿模型 453

11.3 GNSS差分定位技术 454

11.3.1 GNSS差分系统工作原理 454

11.3.2 载波相位差分定位 456

11.3.3 周跳的探测技术 458

11.3.4 载波平滑码伪距技术 461

11.3.5 高稳定度数据处理 464

习题 466

第12章 GNSS多径抑制技术 468

12.1 多径产生机理 468

12.2 多径对接收机的影响 469

12.3 多径抑制与消除技术 470

12.3.1 非参量式 472

12.3.2 参量式 480

习题 487

第13章 GNSS组合导航系统 489

13.1 惯性导航系统 490

13.1.1 INS导航定位工作原理 490

13.1.2 INS系统误差方程 491

13.2 组合导航系统方案设计 495

13.2.1 联邦滤波器 495

13.2.2 GNSS／INS组合 497

13.2.3 INS／CNS／GNSS组合 505

13.2.4 JTIDS／INS／GNSS／IFDL／TACAN多导航源组合 507

13.3 组合导航系统的容错设计 515

13.3.1 故障模式 515

13.3.2 突变故障检测 516

13.3.3 基于GARCH模型的缓变故障检测 518

13.3.4 故障来源判定 520

13.3.5 联邦滤波器容错系统设计 524

习题 526

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