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第1章 绪论 1

1.1 全球导航卫星系统简介 1

1.1.1 全球导航卫星系统定义 1

1.1.2 全球导航卫星系统的系统构成 4

1.1.3 全球导航卫星系统的定位原理 7

1.1.4 全球导航卫星系统的性能指标 10

1.1.5 典型系统顶层性能指标要求 12

1.2 全球导航卫星系统兼容性 13

1.2.1 中国在国际兼容交流合作中的发展动态 14

1.2.2 无线频率干扰分析方法 15

1.2.3 全球导航卫星系统兼容评估标准 16

1.2.4 全球导航卫星系统兼容的定义 17

第2章 全球导航卫星系统及其频率部署 19

2.1 概述 19

2.2 GPS 20

2.2.1 GPS空间段 22

2.2.2 GPS地面控制段 34

2.2.3 GPS用户段 35

2.2.4 GPS信号频率部署 35

2.3 GL ONASS 37

2.3.1 GLONASS空间段 39

2.3.2 GLONASS地面控制段 44

2.3.3 GLONASS用户段 45

2.3.4 GLONASS信号频率部署 47

2.4 GALILEO 49

2.4.1 GALILEO空间段 51

2.4.2 GALILEO地面控制段 58

2.4.3 GALILEO用户段 59

2.4.4 GALILEO信号频率部署 60

2.5 北斗卫星导航系统 62

2.5.1 北斗卫星导航试验系统 62

2.5.2 “北斗二号”卫星导航系统 64

2.5.3 “北斗三号”卫星导航系统 67

2.5.4 北斗卫星导航系统信号频率部署 68

第3章 全球导航卫星系统信号子载波调制方式 70

3.1 GNSS信号基本结构 70

3.1.1 扩频调制 70

3.1.2 载波调制 74

3.1.3 子载波调制方式 76

3.1.4 导航电文数据调制 77

3.2 BPSK和BOC调制 81

3.2.1 BPSK调制信号 81

3.2.2 BPSK的功率谱和自相关函数 81

3.2.3 BOC调制信号 82

3.2.4 BOC调制信号的功率谱和自相关函数 84

3.3 MBOC调制 88

3.3.1 MBOC调制 88

3.3.2 T MBOC调制 88

3.3.3 CBOC调制 89

3.3.4 MBOC调制信号的功率谱密度和自相关函数 89

3.4 CBCS调制 91

3.4.1 CBCS调制信号的定义 91

3.4.2 CBCS调制信号的功率谱密度和自相关函数 91

3.5 AltBOC调制 99

3.5.1 双通道AltBOC调制 99

3.5.2 标准AltBOC调制 100

3.5.3 恒包络AltBOC调制 103

3.6 复用调制 106

3.6.1 Interplex调制 106

3.6.2 CASM调制 109

第4章 全球导航卫星系统信号结构 111

4.1 GPS卫星信号 111

4.1.1 L1频段信号 112

4.1.2 L1／L2M信号 119

4.1.3 L2C频段信号 121

4.1.4 L 5C频段信号 124

4.2 GALILEO卫星信号 127

4.2.1 E1频段信号 127

4.2.2 E5频段信号 130

4.2.3 E6频段信号 132

4.3 GLONASS卫星信号 132

4.3.1 基本组成 133

4.3.2 C／A码 133

4.3.3 P码 134

4.3.4 数据调制 135

4.4 BDS卫星信号 137

4.4.1 扩频基码 138

4.4.2 二次编码 140

第5章 全球导航卫星系统干扰对捕获、跟踪与数据解调的影响 142

5.1 GNSS干扰 142

5.1.1 射频干扰 142

5.1.2 GNSS干扰 143

5.2 卫星信号的捕获、跟踪与数据解调的基本原理 145

5.2.1 GNSS接收机工作原理简介 145

5.2.2 信号捕获 150

5.2.3 载波跟踪 156

5.2.4 码跟踪 159

5.2.5 数据解调 167

5.3 接收机射频前端设计参数对干扰的抑制作用 170

5.3.1 射频前端带宽的影响 170

5.3.2 自动增益控制的影响 172

5.3.3 A／D转换的影响 172

5.4 全球导航卫星系统干扰对捕获、载波跟踪与数据解调的影响 173

5.4.1 GNSS接收机模型 174

5.4.2 SNIR分析模型 176

5.4.3 等效载噪比和谱分离系数 186

第6章 全球导航卫星系统干扰对码跟踪误差的影响 190

6.1 码跟踪误差与码跟踪精度的概念 190

6.1.1 码跟踪精度 190

6.1.2 码跟踪误差 191

6.2 GNSS干扰对码跟踪误差的影响 193

6.2.1 码跟踪信号处理模型 193

6.2.2 码跟踪误差分析模型 193

6.2.3 相干超前减滞后码跟踪误差 197

6.2.4 码跟踪谱灵敏度系数 203

6.2.5 非相干超前减滞后码跟踪误差 205

6.3 不同干扰下的码跟踪误差 208

6.3.1 白噪声下的码跟踪误差 208

6.3.2 部分频带干扰下的伪码跟踪误差 210

第7章 导航信号参数与功率谱密度的关系 214

7.1 随机脉冲序列的功率谱密度 214

7.2 导航信号功率谱影响因素 221

7.2.1 导航信号功率谱密度解析式 221

7.2.2 伪码序列对信号功率谱的影响 225

7.2.3 数据速率对信号功率谱的影响 231

7.2.4 码片波形对信号功率谱的影响 233

7.3 预检测积分时间对信号功率谱的影响 238

7.3.1 预检测积分时间大于等于伪码周期 239

7.3.2 预积分时间小于伪码周期 240

7.3.3 偏差验证 243

7.4 长码的界定 248

第8章 全球导航卫星系统兼容评估理论 258

8.1 评估模型及参数 258

8.2 星地链路损耗 259

8.2.1 发射天线口面的功率（EIRP）建模 260

8.2.2 自由空间损耗模型 260

8.2.3 氧分子和水蒸气分子的吸收损耗建模 260

8.2.4 雨、雾、云、雪和大气闪烁损耗建模 261

8.2.5 天线方向跟踪误差和极化误差损耗建模 263

8.2.6 平坦信道和衰落信道接收天线口面的功率建模 264

8.2.7 接收机输入端功率和接收载噪比 265

8.3 评价指标 266

8.3.1 等效噪声功率谱密度 267

8.3.2 集总增益因子 268

8.3.3 等效载噪比及其衰减量 273

8.4 兼容的理论评估方法 274

8.4.1 兼容评估方法 274

8.4.2 系统内兼容的评估方法 275

8.4.3 系统间兼容的评估方法 276

第9章 全球导航卫星系统兼容评估仿真 278

9.1 引言 278

9.2 L1频段上GPS信号的系统内干扰 279

9.2.1 C／A信号受到的系统内干扰 281

9.2.2 P （Y）信号受到的系统内干扰 285

9.2.3 M信号受到的系统内干扰 287

9.2.4 L1C信号受到的系统内干扰 289

9.3 E1频段上GALILEO信号的系统内干扰 293

9.3.1 E1 OS信号受到的系统内干扰 294

9.3.2 E1-A信号受到的系统内干扰 296

9.3.3 结论 298

9.4 GNSS系统间干扰 298

9.4.1 最坏和最好情况下GPS和GALILEO的兼容性分析 299

9.4.2 基于计算机仿真的兼容性分析 311

9.4.3 基于信号集总增益因子的兼容性分析 314

第10章 全球导航卫星系统互干扰抑制技术 316

10.1 强弱信号共存下互相关干扰影响分析 316

10.1.1 GNSS互相关特性分析 316

10.1.2 弱信号信噪比后处理函数 318

10.2 强弱信号互相关干扰问题的解决 320

10.2.1 物理方法 320

10.2.2 连续干扰直接相减技术 320

10.3 子空间投影技术抑制干扰的基本理论 321

10.3.1 子空间投影算法 321

10.3.2 子空间投影算法较直接相减技术的优势 322

10.3.3 子空间投影算法抑制GPS强干扰信号原理 323

10.3.4 改进子空间投影算法抑制GPS强干扰信号的性能分析 325

10.4 基于GNSS反射信号双站雷达系统直达波干扰抑制 329

10.4.1 基于GPS反射信号双站雷达的直达波干扰信号分析 330

10.4.2 场景模型和仿真计算 331

第11章 认知卫星导航系统 335

11.1 GNSS多系统兼容带来的优势与挑战 335

11.2 认知技术对GNSS兼容带来的机遇 338

11.2.1 认知技术 338

11.2.2 认知卫星导航系统 339

附录 程序源代码 352

参考文献 393