导航与定位 信息化战争的北斗星PDF电子书下载

第1章 导航技术概论 1

导航与航行 1

导航的定义与作用 1

导航的基本功能是回答“我在哪里？” 3

导航与其他定位系统的关系 5

航行对无线电导航系统的要求 6

军事导航与民用导航 8

导航技术近代发展 10

陆基无线电导航系统 10

自主式导航 16

近代导航系统简评 17

新型导航系统 18

卫星导航的原理与现状 18

其他新型导航系统 21

新时期导航的应用 26

新时期导航的军事应用 26

卫星导航的民用 34

参考文献 40

第2章 陆基无线电导航系统 41

概述 41

定向机／无方向信标 44

系统概述 44

定向机 45

系统简评 48

伏尔（VOR） 49

VOR系统 49

多普勒伏尔（DVOR） 52

VOR与DVOR设备的技术 54

测距器（DME） 55

DME的由来 55

DME系统 55

DME机载设备 57

DME地面台 59

DME／P 61

塔康（TACAN） 64

TACAN系统的由来 64

TACAN地面台 64

TACAN机载设备 66

TACAN／DME设备技术 68

罗兰-C系统 70

系统概述 70

工作原理 74

发射设备 78

用户接收设备 82

定位精度和覆盖区 82

罗兰-C导航系统的扩展应用 86

罗兰脉冲通信技术 88

罗兰-C技术现代发展综述 92

多普勒导航仪 96

多普勒导航仪的由来与工作原理 96

多普勒雷达的设计选择 98

多普勒导航系统的误差 104

多普勒导航系统的设备与应用 106

雷达高度表 107

雷达高度表的原理和应用 107

脉冲式雷达高度表 108

FM-CW雷达高度表 109

相位编码脉冲式雷达高度表 110

未来趋势 110

参考文献 111

第3章GPS系统 112

概述 112

GPS系统发展简史 112

GPS的工作 113

GPS系统的构成 115

GPS系统的定位原理 120

系统如何向用户描述卫星位置？ 120

怎样得到卫星与用户之间的相对伪距？ 122

GPS接收机的位置解算 123

GPS的信号结构和导航电文 124

GPS的信号结构 124

GPS的导航电文 128

GPS用户设备原理 130

GPS接收机的基本组成 130

GPS接收机的工作原理 131

GPS接收机的主要技术指标 137

GPS主控站（MCS）的运行 138

GPS卫星的发射 138

MCS日常运行 139

MCS与外部世界的接口 141

GPS卫星信号的完好性与分析 141

GPS各批卫星 142

Block Ⅰ卫星 142

Block Ⅱ卫星 143

Block ⅡA卫星 143

Block ⅡR卫星 144

Block ⅡR-M卫星 146

美国GPS政策的演变 147

GPS的早期政策 147

1996年GPS政策的颁布 148

2004年美国的GPS政策 149

海用差分GPS和国家范围差分GPS 151

GPS局域增强系统（LAAS） 158

航空导航对LAAS的要求 158

LAAS的早期技术研究 159

LAAS近期的研制、测试和技术研究 162

对LAAS的继续研究 164

GPS广域增强系统（WAAS） 166

系统简介 166

WAAS的基本原理 168

WAAS的工作 170

WAAS机载接收机 174

WAAS的发展 174

NASA的全球差分GPS（GDGPS）系统 176

日本的准天顶卫星系统（QZSS） 180

日本对增强GPS的需求 180

QZSS的星座和信号 180

QZSS性能分析 182

无码和半无码GPS技术 186

平方法 186

互相关法 187

P码辅助的L2平方法 187

P码辅助的互相关法 188

Z跟踪法 188

软判决Z跟踪法 189

基于MAP的半无码L2载波信号解调器 189

基于载波相位跟踪的精确定位和航向姿态角测量 192

载波整周多值性 192

载波相位和伪距双差 193

整周模糊度解和用户定位 194

载波相位跟踪定位技术的应用 195

利用GPS测量运载体的航向与姿态 195

参考文献 196

第4章 GPS现代化 197

GPS现代化的内容和实施步骤 197

GPS停止SA的原因和影响 200

停止SA对GPS民用的影响 200

美国关于SA政策的演变 202

美国停止SA的原因 203

GPS L5频段的选择与电磁兼容性 206

L5工作频段的选择 206

L5频段的电磁兼容性 210

GPS L5信号的设计 216

对L5信号的要求 216

L5信号的结构及其创新点 217

L5信号中的PRN码 220

L5信号的电文 226

GPS L2的民用信号L2C及其应用 230

L2C信号的由来 230

L2C设计的有利和不利因素 231

L2C的信号结构 233

L2C信号的截获与跟踪 235

L2C信号设计的折中考虑 238

GPS L1 、 L2和L5三种民用信号的比较及应用 241

GPS M码信号的BOC调制 243

GPS军民用信号频谱分离要求 243

BOC调制信号的定义 245

BOC调制信号的频谱和自相关函数 246

BOC调制信号与其他GPS信号的关系和比较 248

BOC调制信号接收机可能采用的特殊处理 251

SAASM——推展GPS PPS应用的关键措施 253

美国的GPS信号政策与GPS接收机 254

美国对SAASM的需求 257

SAASM的内容 259

SAASM的执行情况 262

GPS改善精度的努力 265

GPS精度改善创新（AⅡ）工程的措施与目标 266

遗产精度改善创新工程（L-AⅡ） 271

广域GPS提高（WAGE） 279

GPSⅢ 282

GPSⅢ的总体方案 282

GPSⅢ的运行概念 285

LIC信号设计 288

GPSⅢ尚待作出决断的几个问题 299

参考文献 300

第5章 导航战与反恐 301

概述 301

GPS系统的脆弱性与防护措施 301

GPS空间区段可能受到的威胁与防护措施 301

GPS运行与控制区段的防护措施 302

抗干扰能力弱是GPS用户区段的最大弱点 303

美军为提高GPS抗干扰能力在系统方面的努力 305

GPS现代化对提高抗干扰能力的考虑 306

GPS伪卫星 307

导航战 309

导航战概述 309

美军对GPS的干扰 309

GPS接收机抗干扰技术 311

GPS接收机电路的抗干扰技术 312

由GPS天线实现的抗干扰技术 319

GPS接收机综合抗干扰措施 321

GPS领域内的反恐问题 324

参考文献 326

第6章 GLONASS系统 327

GLONASS概述 327

GLONASS卫星信号的载频与伪随机码 328

GLONASS卫星的导航电文 331

GLONASS的时间与坐标系 333

GLONASS与GPS的比较 334

GLONASS与GPS两种系统设计方案之间的比较 334

GLONASS与GPS实践比较 336

GLONASS现代化计划 339

参考文献 345

第7章 Galileo系统 346

概述 346

Galileo系统 346

Galileo系统的建设与运营 353

Galileo系统的频率选择与信号设计 354

对Galileo系统频率选择和信号设计的要求 354

Galileo系统的信号 355

Galileo系统信号的性能 357

Galileo系统信号的兼容性 359

Galileo系统所提供的服务 360

Galileo系统的服务和搜救功能 360

Galileo系统的增强服务 363

GPS C／A与Galileo系统公开服务联合使用的性能与LBS市场预测 364

GPS C／A与Galileo OS联合使用 364

GNSS未来市场预测 367

Galileo SOL服务的性能与完好性 368

欧洲对Galileo SOL服务的看法 368

Galileo SOL的完好性功能 370

ERIS系统 373

欧洲发展Galileo系统的原因 374

欧洲发展Galileo系统的动因和意义 374

美国对Galileo系统的态度 375

Galileo系统的军事意义及其与GPS的争斗 376

欧洲发展Galileo系统的军事目的 376

Galileo系统的军事意义 377

欧美在卫星导航军事应用方面的斗争 378

对Galileo系统和卫星导航系统现状的简要评述 379

当今世界卫星导航的基本格局趋向 379

卫星导航在民用方面的竞争 379

卫星导航军事应用趋向 381

Galileo系统与GPS在技术上的比较 381

Galileo系统所面临的问题 382

参考文献 383

第8章 惯性导航、组合导航和地形辅助导航 384

概述 384

惯性导航基础知识 386

地球参考椭球及其主曲率半径 386

惯性导航中常用的坐标系 386

地球的正常重力 389

比力方程 390

舒勒原理 391

杠杆臂效应及其校正 392

惯性仪表 393

陀螺仪 393

加速度计 398

微机械惯性传感器 399

惯性仪表测量 400

惯导实验室 401

陀螺漂移误差 401

加速度计零位偏值 403

随机误差数学模型 404

惯性仪表测量 404

平台式惯性导航系统 406

基本组成 406

三轴稳定平台 407

平台水平控制回路 409

高度通道及其阻尼 411

指北方位惯导系统 412

指北方位惯导系统初始对准和陀螺测漂 414

捷联式惯性导航系统 420

基本组成和原理 420

数学平台 422

地球坐标系捷联式惯性导航系统 424

捷联式惯性导航系统的初始对准 426

捷联式惯性导航系统与平台式惯性导航系统的比较 428

组合导航系统 429

惯性导航与卫星导航之间良好的性能互补特性 429

组合结构与算法 430

GPS／惯导组合系统的实例 432

地形辅助导航系统 433

地形辅助导航技术的发展背景 433

地形辅助导航技术的应用 433

地形辅助导航系统的类型 434

地形辅助导航系统的关键技术 438

地形辅助导航系统的国外发展与装备概况 441

地形辅助导航系统的进展 444

参考文献 446

第9章 卫星导航及组合导航系统应用 447

GPS／INS武器精确制导 447

GPS／INS精确制导的特点 447

GPS／INS精确制导的发展 450

GPS／INS精确制导的巡航导弹 451

“战斧”式巡航导弹精确制导技术的发展历程 451

伊拉克战争之后巡航导弹技术的发展 453

精确制导炸弹 456

炸弹精确制导技术的发展 456

伊拉克战争之后炸弹GPS／INS精确制导技术的发展 461

精确制导炮弹 464

精确制导炮弹须考虑的特殊问题 464

炮弹载GPS接收机的加固与结构设计 465

炮弹载GPS接收机的工作与设计 467

卫星导航在车辆导航、车辆跟踪（监控）与调度（指挥）中的应用 471

车辆导航与车辆跟踪调度的异同点 471

车辆导航 472

基于卫星导航的车辆导航 473

卫星导航与推算导航组合的车辆导航设备 474

卫星导航增强型、卫星导航与推算导航组合增强型车辆导航设备 475

车辆跟踪（监控）与调度（指挥） 476

AGPS和室内GPS——手机定位技术 481

FCC对蜂窝网手机定位的要求 481

基于网络的定位方式 483

基于手机的定位方式 487

手机GPS降低能耗的技术 494

GNSS软件接收机 497

GNSS软件接收机的需求 497

现在的GNSS接收机与软件GNSS接收机 498

软件GNSS接收机的优点 498

软件GNSS接收机现状 499

GPS的航空与航海导航应用 499

GPS导航应用的优势与不足 499

接收机自主完好性监测 500

GBAS的应用与前景 501

SBAS的应用与前景 502

GRAS和我国卫星导航完好性监测系统设想 504

海用DGPS和全国DGPS 507

全球导航卫星系统 507

卫星导航与陆基无线电导航 508

美国减轻GPS中断对交通运输影响的努力 510

GPS在空中交通管制中的应用 511

CNS／ATM系统 511

从航路导航到区域导航 512

军用战术飞机RNP RNAV功能需求 513

民用航空向自动相关监视的过渡 515

军用战术飞机的ADS-B 516

GPS在精确时间传递中的应用 517

时间标准的形成、发展与传递 517

用GPS传递时间的方法 519

GPS时间信息在电信中的应用 523

GPS在电力传输网中的应用 526

参考文献 528

第10章 飞机着陆与着舰系统 529

概述 529

从目视着陆到仪表着陆 530

仪表着陆系统仍然发挥主要作用 530

战争推动了雷达着陆系统的产生和发展 532

新一代飞机着陆系统——微波着陆系统 533

GPS星基着陆系统向陆基着陆系统的挑战 535

探索中的其他着陆系统 537

仪表着陆系统 537

工作原理 537

航向台的组成及作用 539

下滑台的组成及作用 541

仪表着陆系统的性能要求 542

航向下滑的场地标准 542

雷达着陆系统 543

雷达测距和测角原理 543

着陆雷达工作原理 544

着陆雷达的主要性能 546

着陆雷达的安装和使用 546

雷达着陆的缺点 547

微波着陆系统 547

测角和测距原理 547

微波着陆系统地面设备 549

微波着陆系统机载设备 552

精密测距设备 555

微波着陆系统信号格式 555

微波着陆系统在机场的配置和使用 557

航空母舰飞机着舰系统 558

航空母舰飞机着舰的特殊要求 558

光学与激光助降设备 564

仪表着舰系统 571

自动着舰系统 575

应用GPS的飞机着陆和着舰系统 582

GPS着陆系统 582

探索中的新着陆系统 587

利用GPS的飞机着舰系统 588

参考文献 590

第11章 联合战术信息分发系统／多功能信息分发系统的相对导航功能 591

数据链与导航 591

JTIDS／MIDS的时分多址接入方式 595

JTIDS／MIDS信号的消息结构 599

JTIDS／ MIDS的抗干扰措施和保密机制 602

JTIDS／MIDS的定时与同步 607

定时与同步的基准 607

端机与系统时实现粗同步和精同步的步骤 607

JTIDS／MIDS的相对导航 611

相对导航坐标系 611

相对坐标系导航原理 612

测地导航原理 614

位置和时间品质等级 615

JTIDS／MIDS的相对导航功能在端机中的实现 618

端机的相对导航功能 618

源选择、卡尔曼滤波及导航处理功能 619

JTIDS／MIDS端机与GPS的组合 622

JTIDS／MIDS相对导航的误差特性 622

JTIDS／MIDS导航功能在C4ISR数据登录中的应用 624

什么是数据登录 624

数据登录的误差分类 625

数据登录过程 626

参考文献 628

第12章 定位报告系统 629

概述 629

系统的由来 629

系统在国外的发展 629

系统在战场数字化中的作用 630

定位报告系统的工作原理 633

系统的功能 633

系统的组成与典型配置 634

系统的技术特性 636

抗干扰的数据通信 636

自适应集中的网络管理 638

实时高精度的定位跟踪 642

灵活多样的通信支援 645

定位报告系统的应用 647

定位报告系统的主要用途 647

陆军应用 648

海军陆战队应用 653

海军应用 654

空军应用 654

参考文献 656

缩略语 657