新一代全球卫星导航系统原理与技术

第1章概论 1
1.1 GNSS概述 1
1.1.1 GNSS的发展历史 2
1.1.2 GNSS的组成 3
1.2 GNSS的定位原理 10
1.2.1 测距定位 11
1.2.2 测距差定位 14
1.3 GNSS 的性能 16
1.3.1 精度 17
1.3.2 完好性 21
1.3.3 连续性 23
1.3.4 可用性 24
1.4 本章小结 27
习题1 27
第2章坐标系、坐标转换与时间系统 28
2.1 坐标系 28
2.1.1 地球参考模型 28
2.1.2 基本概念及定义 30
2.1.3 地心惯性坐标系 31
2.1.4 地心地固坐标系 32
2.1.5 当地地理坐标系 34
2.1.6 卫星轨道坐标系 35
2.1.7 载体坐标系 36
2.2 坐标转换 37
2.2.1 相同参考椭球共原点坐标系的坐标转换 37
2.2.2 相同参考椭球不共原点坐标系的坐标转换 43
2.2.3 不同参考椭球系之间的坐标转换 45
2.3 时间系统 48
2.3.1 世界时系统 49
2.3.2 原子时系统 50
2.3.3 协调世界时 52
2.3.4 GNSS的时间系统 53
2.3.5 GNSS时间之间的转换 58
2.4 本章小结 59
习题2 61
第3章 GNSS的信号 62
3.1 导航电文 62
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3.1.1 电文类型 64
3.1.2 电文内容 64
3.1.3 电文编码 72
3.1.4 电文编排 76
3.2 扩频信号 77
3.2.1 直接序列扩频 78
3.2.2 信号模型 80
3.2.3 PRN序列 80
3.2.4 扩频信号的时域特性 85
3.2.5 扩频信号的频域特性 86
3.3 载波信号 92
3.3.1 导航信号的极化特性 92
3.3.2 频率选择 93
3.3.3 载波调制方式 95
3.3.4 恒包络复用技术 98
3.4 扩频调制技术 101
3.4.1 BPSK-R调制 101
3.4.2 BOC调制 103
3.4.3 MBOC调制 111
3.4.4 AltBOC调制 117
3.5 本章小结 123
习题3 125
第4章 GNSS信号的捕获 126
4.1 信号捕获的概况 126
4.1.1 信号捕获过程 126
4.1.2 参数搜索范围 127
4.2 信号捕获的基本原理 129
4.2.1 相关函数及其特性 129
4.2.2 捕获的二维搜索过程 131
4.3 信号捕获的相关层处理 133
4.3.1 相关累加 133
4.3.2 计算过程 136
4.4 信号捕获的搜索层处理 138
4.4.1 频域并行搜索 138
4.4.2 时域并行搜索 140
4.5 信号捕获的判决层处理 143
4.5.1 单次比较判决 143
4.5.2 多次比较判决 145
4.6 新一代GNSS信号的捕获 148
4.6.1 BOC信号的捕获 148
4.6.2 导频通道的捕获 151
4.7 信号捕获工程设计实例 151
4.7.1 工程实例背景 151
4.7.2 捕获模块设计 152
4.8 本章小结 154
习题4 154
第5章 GNSS信号的跟踪 155
5.1 信号跟踪的概况 155
5.1.1 信号跟踪处理过程 155
5.1.2 跟踪时的其他处理 156
5.2 信号跟踪的基本原理 158
5.2.1 载波跟踪的基本原理 158
5.2.2 伪码跟踪的基本原理 159
5.3 载波跟踪环路 160
5.3.1 基本组成 161
5.3.2 数控振荡器 162
5.3.3 鉴相器 164
5.3.4 环路滤波器 165
5.3.5 跟踪性能 167
5.4 伪码跟踪环路 169
5.4.1 基本组成 169
5.4.2 伪码鉴相器 170
5.4.3 跟踪性能 172
5.4.4 多径误差抑制 174
5.5 新一代GNSS信号的跟踪 177
5.5.1 BOC信号的跟踪 177
5.5.2 导频通道的跟踪 179
5.6 信号跟踪设计实例 180
5.6.1 工程实例背景 180
5.6.2 跟踪模块设计 180
5.7 本章小结 182
习题5 183
第6章单点PVT 信息处理 184
6.1 卫星钟差及位置 184
6.1.1 卫星钟差计算 185
6.1.2 卫星位置计算 186
6.2 观测量和方程 197
6.2.1 测距码 198
6.2.2 载波相位 199
6.2.3 多普勒 201
6.3 基本单点定位 204
6.3.1 方程组与线性化 204
6.3.2 参数估计 205
6.3.3 伪距定位 207
6.4 速度测量处理 209
6.4.1 位置差分测速法 210
6.4.2 伪距变化率测速 211
6.5 终端授时解算 213
6.5.1 单向授时法 213
6.5.2 共视比对授时法 214
6.6 性能评估与设计实例 214
6.6.1 性能评估 215
6.6.2 设计实例 222
6.7 本章小结 230
习题6 231
第7章高精度的定位技术 232
7.1 误差源及特性 232
7.1.1 主要误差 232
7.1.2 基本特性 236
7.2 定位技术发展 237
7.2.1 处理策略 237
7.2.2 定位技术 239
7.3 区域精密定位 241
7.3.1 RTD/RTK 241
7.3.2 网络RTK 243
7.4 广域精密定位 245
7.4.1 PPP 246
7.4.2 PPP-RTK 247
7.5 新一代系统定位 249
7.5.1 新一代系统 249
7.5.2 新定位模式 252
7.6 本章小结 255
习题7 255
第8章导航接收机 257
8.1 导航接收天线 257
8.1.1 接收信号功率 257
8.1.2 天线性能指标 259
8.2 模拟前端处理 261
8.2.1 前置滤波放大 261
8.2.2 下变频混频 262
8.2.3 模数转换 263
8.3 基带信号处理 264
8.3.1 信号处理调度 264
8.3.2 捕获牵引跟踪 265
8.3.3 导航电文处理 266
8.3.4 测量值获取 268
8.4 本章小结 270
习题8 270
参考文献 271
附录 272
附录A 中英文对照缩写表 272
附录B Rinex数据格式 274
附录C 习题答案 279