GNSS完好性监测及辅助性能增强技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 卫星导航系统现状及发展趋势 2

1.1.1 GNSS的源起和格局 3

1.1.2 GNSS优势及应用 6

1.1.3 GNSS不足及发展趋势 6

1.2 GNSS完好性监测及其研究现状 10

1.2.1 GNSS完好性概念 10

1.2.2 国外研究现状 11

1.2.3 国内研究现状 15

1.2.4 国内外研究的弱点和盲点 16

1.3 本书的写作背景及主要内容 18

1.3.1 本书研究目的和意义 18

1.3.2 本书的内容和结构 18

第2章 GNSS故障及完好性监测 22

2.1 GNSS量测与PVTA解算 23

2.1.1 三类GNSS量测 23

2.1.2 GNSS观测方程 24

2.1.3 PVTA解算 25

2.1.4 几何精度因子 29

2.2 GNSS故障分析 30

2.2.1 GNSS导航链 30

2.2.2 GNSS故障 31

2.3 GNSS完好性性能及统计意义 39

2.3.1 GNSS导航服务性能 39

2.3.2 GNSS完好性统计意义 41

2.3.3 GNSS完好性监测 44

2.4 GNSS完好性需求 45

2.4.1 航空应用 45

2.4.2 其他民用行业应用 47

2.5 三级GNSS完好性监测体系 48

2.5.1 全球系统级星座完好性监测 49

2.5.2 区域增强级信息完好性监测 49

2.5.3 终端应用级用户完好性监测 50

2.5.4 GNSS完好性监测综合评估系统架构 51

2.6 GNSS完好性监测指标 52

2.6.1 完好性监测输入指标 53

2.6.2 用户完好性监测指标 54

2.6.3 完好性监测输出指标 57

第3章 全球系统级星座完好性监测 58

3.1 质量控制理论 59

3.2 全球系统级星座完好性监测评测指标 61

3.2.1 完好性最小可用性 62

3.2.2 最小检测效果黑洞比 62

3.3 基于质量控制的GNSS星座完好性综合评估方法 63

3.3.1 星座完好评估方法 63

3.3.2 星座完好评测区分 64

3.3.3 输入条件的阈值 68

3.4 单星座完好性评估 68

3.4.1 评估参数设置 68

3.4.2 单星座全球范围完好性评估 69

3.4.3 单星座亚太区域完好性评估 71

3.4.4 单星座连续时间完好性评估 73

3.4.5 单星座完好性评估总结 77

3.5 混合星座完好性评估 77

3.5.1 不同场景下各种混合星座完好性评测 77

3.5.2 亚太区域各种混合星座完好性评测 83

3.6 城市峡谷条件下混合星座完好性评估 86

3.6.1 评估参数设置 86

3.6.2 亚太区域各种掩蔽角下混合星座完好性 87

3.6.3 四个城市各种掩蔽角下混合星座连续时间完好性 89

3.6.4 城市峡谷条件下混合星座完好性总结 91

第4章 区域增强级信息完好性监测 93

4.1 信号分析理论 93

4.1.1 信息、信号和数据 94

4.1.2 信号完好性 96

4.1.3 数据完好性 105

4.2 区域增强级信息完好性监测评测方案 107

4.2.1 GNSS高增益抛物面伺服跟踪天线系统作用 107

4.2.2 区域增强级信息完好性监测方案 108

4.3 GPTA-SQMS设计与实现 110

4.3.1 国际GNSS监测抛物面天线简介 110

4.3.2 GPTA-SQMS系统介绍 111

4.3.3 GNSS卫星抛物面伺服跟踪天线系统设计 115

4.3.4 GNSS卫星抛物面伺服跟踪天线系统安装与测试 121

4.4 真实GNSS信号监测分析 123

4.4.1 GPS信号频谱监测分析 124

4.4.2 GLONASS信号频谱监测分析 125

4.4.3 BDS信号频谱监测分析 125

4.4.4 Galileo信号频谱监测分析 126

4.4.5 QZSS信号频谱监测分析 127

第5章 终端应用级用户完好性监测 128

5.1 终端应用级用户完好性监测展开位置及途径 129

5.1.1 射频环境完好性监测 130

5.1.2 基带处理完好性监测 132

5.1.3 量测解算完好性监测 135

5.1.4 小结 136

5.2 终端应用级用户完好性监测分类 137

5.2.1 接收机自主完好性监测 137

5.2.2 用户辅助完好性监测 138

5.3 一致性检测理论 139

5.3.1 一致性及一致性检测 139

5.3.2 解的最大距离法 140

5.3.3 残差矢量法 141

5.3.4 随机抽样一致性检测 145

5.4 随机抽样一致完好性监测 147

5.4.1 RANSAC-RAIM方法 147

5.4.2 RANSAC-RAIM参数选择 150

5.4.3 RANSAC-RAIM算法运算量评估 151

5.5 快速随机抽样一致完好性监测 151

5.5.1 FRANSAC-RAIM方法 152

5.5.2 子集预检验筛选 152

5.5.3 FRANSAC-RAIM算法运算量比较 158

5.6 随机抽样一致完好性监测仿真验证 161

5.6.1 航空场景及仿真条件 161

5.6.2 差错仿真 164

5.6.3 结果比较 166

5.6.4 RANSAC完好性监测方法总结 172

第6章 惯导辅助GNSS完好性监测 173

6.1 信息融合技术 174

6.1.1 信息融合技术的概念及发展 174

6.1.2 信息融合原理 175

6.1.3 信息融合的方法 176

6.2 惯性导航系统 178

6.2.1 惯导系统的组成 178

6.2.2 惯导系统优缺点 181

6.2.3 惯导系统误差 182

6.3 GNSS/INS组合导航系统 184

6.3.1 松组合 184

6.3.2 紧组合 185

6.3.3 超紧组合 186

6.4 惯导辅助GNSS完好性监测 186

6.4.1 IAIM研究现状 186

6.4.2 IAIM三层结构 188

6.4.3 数据层增量比较法完好性监测 188

6.4.4 特征层连贯法完好性监测 189

6.4.5 决策层快照法完好性监测 190

6.4.6 惯导辅助GNSS完好性监测方案设计 191

第7章 差分辅助GNSS完好性监测 194

7.1 GNSS姿态测量的完好性研究 195

7.1.1 GNSS姿态测量性能介绍 195

7.1.2 GNSS姿态测量中的完好性问题 196

7.2 姿态精度因子 197

7.2.1 几何精度因子 197

7.2.2 姿态精度因子 197

7.2.3 基于ADOP的姿态测量基线确定与选星算法 200

7.3 GNSS-AD完好性监测的姿态角告警限值 204

7.4 差分辅助GNSS完好性监测算法 204

7.4.1 四类单差 205

7.4.2 差分辅助GNSS完好性监测 208

参考文献 213

缩略语 226

附录A卫星导航系统概况 234

A.1 全球卫星导航系统 234

A.1.1 全球定位系统 234

A.1.2 格洛纳斯系统 235

A.1.3 北斗卫星导航系统 236

A.1.4 伽利略卫星导航系统 237

A.1.5 法国朵丽丝定轨和定位系统 238

A.2 区域卫星导航系统 239

A.2.1 日本的区域卫星导航系统 239

A.2.2 印度的区域卫星导航系统 240

A.3 卫星导航增强系统 241

A.3.1 GNSS星基增强系统 241

A.3.2 GNSS地基增强系统 244

附录B随机抽样一致性 248

B.1 RANSAC优缺点 248

B.2 RANSAC基本假设 249

B.3 RANSAC算法 249

B.4 RANSAC参数选择 249

后记 251