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第1章 卫星导航系统概述 1

1.1 卫星导航与PNT体系 1

1.2 主要卫星导航系统概况 4

1.2.1 子午卫星导航系统 4

1.2.2 美国GPS卫星导航系统 7

1.2.3 俄罗斯GLONASS卫星导航系统 11

1.2.4 中国北斗卫星导航系统 12

1.2.5 欧洲Galileo卫星导航系统 14

1.2.6 其他卫星导航系统 15

参考文献 16

第2章 卫星导航用户终端测试技术概论 17

2.1 卫星导航用户终端测试的基本原理 17

2.2 卫星导航用户终端测试的作用和意义 21

2.3 卫星导航用户终端测试的发展与应用 22

2.3.1 卫星导航测试系统 24

2.3.2 卫星导航信号模拟源 31

2.3.3 组合导航测试设备 33

2.3.4 差分导航测试设备 35

2.3.5 射频模块测试设备 36

2.3.6 A-GNSS导航产品测试 40

参考文献 46

第3章 卫星导航系统空间段仿真的数学原理 47

3.1 概述 47

3.2 空间段仿真组成与基本原理 48

3.3 常数与参数库 51

3.4 时空计算模型 52

3.4.1 时间系统模型 52

3.4.2 时间系统变换关系 53

3.4.3 坐标系统模型 54

3.4.4 坐标系统变换关系 55

3.4.5 时空系统的应用方案 58

3.5 轨道仿真模型 58

3.5.1 力模型 58

3.5.2 积分器模型 66

3.5.3 姿态模型 69

3.5.4 轨道模型精度分析 71

3.5.5 轨道模型应用方案 71

3.6 星座仿真模型 73

3.6.1 常规星座仿真模型 73

3.6.2 特殊星座仿真模型 75

3.6.3 卫星轨道误差控制模型 76

3.6.4 卫星轨道模型应用方案 76

3.7 导航卫星PVT仿真模型 76

3.7.1 卫星位置计算模型 76

3.7.2 卫星速度计算模型 78

3.7.3 卫星加速度计算模型 79

3.7.4 卫星加加速度计算模型 79

3.8 导航卫星钟差仿真模型 79

参考文献 81

第4章 卫星导航系统环境段仿真的数学原理 83

4.1 概述 83

4.2 电离层仿真模型 84

4.2.1 模型组成与基本原理 84

4.2.2 电离层延迟模型算法 85

4.2.3 电离层映射函数算法 97

4.2.4 电离层延迟模型精度分析 98

4.2.5 电离层延迟仿真应用方案 100

4.3 对流层仿真模型 102

4.3.1 模型组成与基本原理 102

4.3.2 对流层延迟模型算法 104

4.3.3 对流层映射函数算法 110

4.3.4 对流层延迟误差精度分析 113

4.3.5 对流层延迟仿真应用方案 116

4.4 多路径延迟仿真模型 118

4.4.1 模型组成与基本原理 118

4.4.2 卫星信号多路径延迟类型 120

4.4.3 卫星导航信号多路径效应特性 121

4.4.4 基于几何模型的多路径延迟模型算法 124

4.4.5 基于函数拟合的多路径延迟模型算法 128

参考文献 134

第5章 卫星导航系统用户段仿真的数学原理 135

5.1 概述 135

5.2 导航电文仿真模型 136

5.2.1 导航电文模型结构 136

5.2.2 导航电文参数拟合算法 150

5.3 用户观测值仿真模型 153

5.3.1 卫星可见性计算 153

5.3.2 伪距仿真模型 158

5.3.3 载波相位仿真模型 159

5.3.4 信号功率仿真模型 160

5.4 用户轨迹仿真模型 167

5.4.1 模型基本原理与组成 167

5.4.2 静态轨迹模型 168

5.4.3 车辆运动轨迹模型 169

5.4.4 舰船运动轨迹模型 170

5.4.5 飞机运动轨迹计算模型 174

5.4.6 导弹运动轨迹计算模型 178

5.4.7 特殊运动轨迹计算模型 180

5.5 广域差分与完好性仿真模型 183

5.5.1 模型组成与基本原理 183

5.5.2 模型算法 184

5.6 惯导数据仿真模型 186

5.6.1 惯性导航模型误差建模 187

5.6.2 惯性解算仿真器模型 189

参考文献 193

第6章 卫星导航用户终端测试信号模型 195

6.1 卫星导航信号体制的频率规划 195

6.2 卫星导航系统主要信号体制 197

6.2.1 BPSK/QPSK信号调制体制 197

6.2.2 BOC信号调制体制 201

6.3 GPS导航信号模型 213

6.3.1 L1C/A信号 215

6.3.2 P（Y）码 215

6.3.3 L1C信号 217

6.3.4 L2C信号 221

6.3.5 L5信号 222

6.4 北斗系统导航信号模型 224

6.5 GLONASS系统导航信号模型 226

6.6 Galileo系统导航信号模型 230

6.6.1 概述 230

6.6.2 信号调制体制 232

6.6.3 测距码结构 236

6.6.4 导航电文结构 246

参考文献 247

第7章 卫星导航测试信号精密生成技术 248

7.1 高动态信号模拟理论 248

7.1.1 直接数字频率合成基本原理 248

7.1.2 DDS杂散噪声分析和抑制方法 253

7.1.3 基于混合字长DDS的高动态模拟技术 260

7.1.4 高动态信号模拟下DDS截断误差的高精度修正 261

7.2 卫星导航信号模拟的关键技术指标 263

7.2.1 卫星导航信号模拟精度 263

7.2.2 卫星导航信号模拟质量 264

7.2.3 卫星导航信号动态特性 265

7.3 高精度数字波形延迟理论 265

7.3.1 基本原理 265

7.3.2 FIR滤波器的近似逼近 268

7.3.3 分数插值延迟滤波器的设计 272

7.3.4 高分辨率延迟滤波器的设计 276

7.3.5 延迟滤波与NCO产生信号的比较 278

7.4 导航卫星信号精密信号生成技术 280

7.4.1 导航卫星基带信号生成技术 280

7.4.2 导航卫星射频信号调制技术 283

7.5 可重构卫星导航信号模拟源体系结构 290

7.5.1 SNWA体系架构 291

7.5.2 模块化可重构的SNWA硬件结构 294

7.5.3 导航信号动态波形部署技术 296

7.6 卫星导航信号精密生成误差分析 296

7.6.1 基带信号相位误差分析 296

7.6.2 基带信号幅度量化误差分析 306

7.6.3 DAC电路特性的影响 307

7.6.4 射频通道误差分析 309

7.6.5 延迟参数的精度分析 311

参考文献 315

第8章 卫星导航模拟源校准与溯源技术 318

8.1 概述 318

8.2 卫星导航信号模拟源指标体系 319

8.3 基于通用仪器的测量校准技术 320

8.3.1 关键指标通用仪器测量方法 320

8.3.2 关键指标测量及结果分析 326

8.4 卫星导航信号模拟源溯源技术 331

8.4.1 卫星导航设备溯源 331

8.4.2 基于MAP的导航信号模拟源溯源方案 332

8.4.3 导航信号模拟源关键指标溯源实现 336

参考文献 342