北斗GPS双模软件接收机原理与实现技术PDF电子书下载

第1章 定位、坐标系和时间标准 1

1.1问题的提出 2

1.1.1基本目的和基本定位系统 2

1.1.2时钟问题 5

1.1.3一个改进的系统 6

1.1.4改进后系统的总结 10

1.2常用坐标系 11

1.2.1地心惯性坐标系 11

1.2.2测地坐标系 12

1.2.3ECEF坐标系 15

1.2.4ENU或NED坐标系 19

1.2.5运动本体坐标系 21

1.3时间系统 23

1.3.1太阳时和恒星时 23

1.3.2力学时 24

1.3.3原子时和协调世界时（UTC） 25

1.3.4GPS时（GPST） 26

1.3.5北斗时（BDT） 28

参考文献 29

第2章 GPS和北斗卫星导航系统简介 31

2.1GPS系统的历史由来 32

2.2GPS系统的构成 39

2.3GPS的现代化计划 47

2.4北斗导航系统概述 53

参考文献 60

第3章 GPS和北斗的信号格式与导航电文 63

3.1GPS信号 64

3.1.1GPS信号的产生机制 64

3.1.2C/A码发生器 70

3.1.3C/A码自相关和互相关特性 76

3.2北斗信号 82

3.2.1北斗信号结构 82

3.2.2北斗伪随机码发生器 86

3.2.3北斗伪随机码的自相关和互相关特性 90

3.3导航电文 93

3.3.1GPS导航电文 93

3.3.2北斗导航电文 101

3.4不同卫星信号的时间关系 111

参考文献 114

第4章 信号捕获和跟踪 117

4.1信号捕获 119

4.1.1信号捕获的基本概念 119

4.1.2基于时域相关器的信号捕获 125

4.1.3基于匹配滤波器的信号捕获 132

4.1.4基于FFT的信号捕获 134

4.1.5短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获 139

4.1.6基于数据分块和频率补偿的信号捕获 145

4.1.7信号捕获的门限设定 153

4.1.8相干积分和非相干积分 157

4.2信号跟踪 163

4.2.1基本的锁相环 164

4.2.2线性锁相环的热噪声性能分析 173

4.2.3载波跟踪环 175

4.2.4伪码跟踪环 186

4.2.5跟踪环实现和调试中的问题 197

4.2.6比特同步 214

4.2.7子帧同步 219

参考文献 222

第5章 双模观测量提取和误差分析 227

5.1伪距观测量 228

5.2载波相位观测量 233

5.3多普勒频率和积分多普勒观测量 236

5.4观测量误差特性分析 240

5.4.1卫星时钟误差 241

5.4.2星历误差 242

5.4.3电离层延迟 244

5.4.4对流层延迟 247

5.4.5多径效应 249

5.4.6接收机误差 253

5.5差分GNSS技术 253

参考文献 267

第6章 卫星位置和速度的计算 271

6.1卫星轨道理论 272

6.2GPS卫星和北斗MEO/IGSO卫星 279

6.3北斗GEO卫星 284

6.4卫星位置和速度的插值计算 287

6.5精密星历和星历扩展 289

参考文献 294

第7章 位置、速度和时间解算 297

7.1最小二乘法解算 298

7.1.1基本原理 298

7.1.2加权的最小二乘法 301

7.1.3利用伪距观测量计算位置和钟偏 304

7.1.4利用多普勒观测量计算速度和钟漂 311

7.1.5卫星的仰角和方位角 313

7.1.6几何精度因子 316

7.1.7接收机自主完好性监测（RAIM） 322

7.2卡尔曼滤波解算 328

7.2.1递归最小二乘法 328

7.2.2基本的卡尔曼滤波器 333

7.2.3从连续时间系统到离散时间系统 336

7.2.4扩展卡尔曼滤波器 339

7.2.5接收机中常用的几种KF模型 342

7.2.6卡尔曼滤波具体实现中的技术处理 351

7.3最小二乘法和卡尔曼滤波总结 356

参考文献 360

第8章 射频前端 363

8.1卫星信号的发射与接收 364

8.2级联系统的噪声系数 367

8.3带通采样原理 369

8.4中频采样方案和射频采样方案 373

8.4.1中频采样方案 373

8.4.2射频采样方案 376

8.5自动增益控制（AGC）和量化位宽 380

8.6射频载噪比和基带信噪比的关系 384

8.7射频前端频率方案实例分析 386

参考文献 388

第9章 北斗和GPS双模软件接收机的实现 391

9.1双模软件接收机的信号源 392

9.2双模接收机的软件模块和程序运行界面 395

9.3双模接收机数据处理结果 400

附录A 基本矩阵和向量运算 409

A.1逆矩阵及其性质 410

A.2矩阵的特征值和特征向量 411

A.3二次型和有定矩阵 412

A.4几种重要的矩阵分解 414

A.5矩阵分析初步 418

附录B 直角坐标系的转换和旋转 421

附录C NBP和WBP的均值和方差 429

附录D 和卫星椭圆轨道相关的推导 433

附录E 电离层延迟的Klobuchar模型 437