卫星导航定位工程PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1 历史资料 1

1.2 GPS进展和未来计划 4

1.3 GLONASS进展和未来计划 6

1.4 中国卫星导航系统进展和未来 9

1.5 伽利略卫星导航系统 11

第2章　卫星定位工程概念与应用前景 12

2.1 卫星定位业务 12

2.2 业务类型与频率分配 13

2.3 系统干扰分析及对策 15

2.3.1 L频段干扰分析 15

2.3.2 S频段干扰分析 16

2.4 卫星定位工程的业务优化 16

2.4.1 RDSS与MSS集成 17

2.4.2 RDSS与广域增强系统（WAAS）集成 17

2.4.3 RDSS与中继卫星系统（TDRSS）集成 17

2.5 RDSS应用 18

2.5.1 航空应用 18

2.5.2 航天应用 19

2.5.3 航海应用 20

2.5.4 陆上交通应用 20

2.5.5 危险困难场地监控 20

第3章　卫星定位基本原理 21

3.1 定位理论 21

3.2 影响定位精度的主要因素 25

3.3 MCC时延测量精度 25

3.4 空间传播时延误差 26

3.5 几何图形与定位精度［3］ 27

3.6 用户高程与定位精度 28

第4章　卫星定位系统工程设计 31

4.1 系统组成 31

4.2 系统功能设计 32

4.2.1 出站功能设计 32

4.2.2 入站功能设计 33

4.2.3 系统处理能力 34

4.3 系统技术指标设计 34

4.3.1 系统覆盖区域 34

4.3.2 系统容量设计 35

4.3.3 系统定位精度设计 37

4.4 系统信号体制设计［1］ 38

4.4.1 出站信号设计 38

4.4.2 入站信号设计 39

4.5 系统频率设计 40

4.5.1 转发器频率稳定性对系统性能的影响 40

4.5.2 星地校频方案 41

4.6 定位卫星工程设计 42

4.7 测量控制中心MCC工程设计 44

4.7.1 MCC出站链路设计 44

4.7.2 MCC入站链路设计 44

4.7.3 卫星轨道确定和预报 45

4.7.4　双星广域差分处理 46

4.7.5 MCC业务处理 48

4.8 RDSS应用系统设计 49

4.8.1 单址型用户机 49

4.8.2 多址型用户机 49

第5章　RDSS系统完好性及安全性 50

5.1 完好性监测可行性 50

5.2 完好性监测与报告流程 51

5.2.1 完好性系统基本组成 51

5.2.2 定位精度完好性 51

5.2.3 定时完好性 51

5.3 RDSS系统安全性 52

5.3.1 传输链路的信息安全性 52

5.3.2 传输链路的系统安全性 52

第6章　卫星定位用户抗干扰与低暴露技术 53

6.1 自适应空域滤波的原理 53

6.2 自适应滤波的基本算法 54

6.3 自适应调零天线工程设计 57

6.4 低暴露发射阵列天线设计 57

第7章　卫星导航概念与定位测速原理 59

7.1 卫星导航概念 59

7.2 卫星导航原理 63

7.2.1 导航任务的解决方法 63

7.2.2 伪距的概念与定义 64

7.2.3 导航定位方程［3］ 65

7.3 几何精度因子 67

7.4 卫星导航测速原理［3］ 69

7.5 定位测速精度 71

7.5.1 全球系统的定位精度 71

7.5.2 全球＋区域增强系统定位精度 71

7.5.3 全球＋区域＋本地增强定位精度 72

7.6 距离差分与径向速度差分 72

7.7 组合方法 73

7.8 载波相位差分法 73

第8章　卫星导航系统性能需求与总体设计 75

8.1 RNSS的必备性能 75

8.1.1 RNSS增值性能 80

8.1.2 RNSS高维性能 80

8.2 总体设计的任务与流程 81

8.3 工程设计的任务与流程 83

第9章　卫星导航体制设计 85

9.1 体制设计原则及设计内容 85

9.1.1 设计原则 86

9.1.2 设计内容 87

9.2 服务方式及内容 87

9.3 卫星轨道及星座选择 89

9.3.1 轨道高度 89

9.3.2 星下点轨迹及其对测控方案的影响 90

9.3.3 轨道平面及星座卫星数量 91

9.3.4 卫星轨道种类的选择 96

9.4 信号频率与调制编码方式 97

9.4.1 导航信号频率选择原则 97

9.4.2 国际电信联盟推荐的导航频率 97

9.4.3 信号频率及带宽选择 100

9.4.4 卫星多址识别与测距码设计 101

9.4.5 导航信号调制方式 108

9.4.6 导航电文有选择的纠错编码 113

9.4.7 北斗操作者对卫星导航频率兼容的主张及北斗信号结构 115

9.5 卫星导航的时间标准与计时方式 116

9.5.1 卫星导航时间系统 117

9.5.2 世界时UT 117

9.5.3 协调世界时 117

9.5.4 儒略周期 118

9.5.5 卫星导航时（SATNAVT）的计时方法 118

9.6 导航卫星运动轨迹与星历表达方式［13］ 120

第10章　卫星导航运行控制系统设计 127

10.1 卫星导航运行控制系统的任务与组成 127

10.2 卫星时间同步与定时 128

10.2.1 星地时间同步方法 128

10.2.2 站间时间同步方法 131

10.2.3 用户定时服务 132

10.2.4 卫星钟差预报模型 132

10.3 导航信号空间传播时延校正 133

10.4 精密定轨与轨道修正 138

10.5 完好性监测与预报 140

10.5.1 星地双向伪距时间同步分离卫星完好性 141

10.5.2 DLL相关监测卫星载荷完好性 141

10.6 运行控制系统集成 143

10.6.1 RNSS与RDSS相结合实现导航通信与识别三大功能集成 143

10.6.2 多系统信息融合与国外系统的集成 145

10.7 多系统联合广域增强系统的运行与控制 145

10.7.1 系统组成 145

10.7.2 系统工作原理 146

10.7.3 GEOs卫星校正参数及完好性广播电文 148

10.7.4 卫星完好性监测 149

10.7.5 监测站组成 150

10.7.6 主控站联合广域差分软件功能 151

第11章　导航卫星和导航载荷 155

11.1 卫星和导航载荷历史 155

11.2 导航卫星平台 161

11.3 导航载荷要求 162

11.4 GPS卫星导航载荷［13］ 163

11.4.1 原子频标 163

11.4.2 星上处理 164

11.4.3 频段系统 164

11.4.4 横向链路 165

11.4.5 自主导航 165

11.5 GLONASS导航卫星及导航载荷 168

11.5.1 GLONASS导航卫星功能 168

11.5.2 卫星组成 169

11.6 伽利略导航卫星及导航载荷可选方案［15］ 171

11.6.1 卫星定义 173

11.6.2 MEO卫星配置 173

11.6.3 MEO卫星导航有效载荷 176

11.6.4 GEO卫星及导航载荷 177

11.7 北斗卫星导航载荷 177

11.8 导航载荷比较与发展方向 177

第12章　卫星导航用户机 179

12.1　用户与卫星间相对运动特性 179

12.2　伪距测量及误差分析 185

12.2.1　伪距误差类型及特性 186

12.2.2　动态应力误差 186

12.2.3 伪距随机误差 187

12.2.4　伪距平滑技术 189

12.3　定位与滤波处理 189

12.3.1 α/β跟踪器［12］ 189

12.3.2　卡尔曼滤波器［12］ 193

第13章　导航用户机应用实例 200

13.1　航天用户机的捕获与跟踪 200

13.1.1　码跟踪极限 200

13.1.2　载波跟踪极限 201

13.1.3　仅有码捕获跟踪模式 201

13.1.4　捕获处理理论 203

13.1.5　仅有码的捕获模型 205

13.1.6　仅有码的轨道自主导航 206

13.1.7 DIOGENE精密GPS导航仪 207

13.1.8 TOPSTAR 3000接收机 208

13.2　用户机的惯导速度辅助技术［25］ 208

13.2.1 DLL传递函数 209

13.2.2　等效噪声带宽 210

13.2.3　跟踪环性能分析 212

13.2.4　过渡响应时间 212

13.3　用户机时域滤波器抗干扰技术［23］ 214

13.3.1 干扰对卫星导航完好性的威胁 214

13.3.2　解除用户机威胁的方案综述 214

13.3.3　利用时间滤波器抗干扰的实用考虑 216

13.3.4 Mayflower AICs介绍 217

13.4　用户机调零天线抗干扰技术［24］ 220

13.4.1　基于算法的最佳权和梯度 220

13.4.2　导航接收机自适应相位圆阵列 221

13.5　卫星导航兼容接收机［1］ 225

13.5.1 多系统兼容的可行性 225

13.5.2　兼容机工作模式及性能设计 231

13.5.3　兼容机的基本组成及工作原理 232

13.6　卫星导航多模用户机 237

13.6.1 多模用户机的基本组成与工作模式 237

13.6.2　基本工作原理 239

13.7　卫星导航与惯性导航组合系统 240

13.7.1　非耦合方式 241

13.7.2　松耦合方式 242

13.7.3 紧耦合方式 242

13.7.4　组合算法 242

13.8　接收机自主完好性 245

13.8.1 RAIM概念 245

13.8.2 CAT-I完好性计算基本依据 246

13.9 卫星导航在战术导弹防御系统拦截导弹上的应用 247

13.9.1　任务概述 247

13.9.2 GAINS概况 247

13.9.3 导航和雷达对准处理 249

13.9.4　性能评估处理 250

13.9.5 GAINS实验室及野外测试及结论 254

13.10　卫星导航在导弹投放与制导上的应用 254

13.10.1　性能概述 254

13.10.2 GPS/GYRO/DOP制导及导航和控制系统 255

13.10.3　协方差分析 256

13.10.4　结论 259

第14章　卫星导航用户机模拟测试系统 260

14.1　测试系统基本输入条件 260

14.1.1 星座 260

14.1.2　传播时延 260

14.1.3　用户动态性能 261

14.1.4　数字模拟量 261

14.1.5　信号模拟量 261

14.2　伪距测试基本方案 261

14.3 用户机测试基本方案 262

14.3.1 用户机测试的基本任务 262

14.3.2　用户机模拟测试基本方案 262

14.3.3　仿真关键技术 263

14.4　用户机模拟测试评价系统 265

14.4.1　仿真系统数据输出 265

14.4.2　被测用户机输出数据 265

14.4.3　误差计算方法 266

参考文献 267