第1章 GNSS原理概述及弱信号处理技术 1
1.1 引言 1
1.2 GPS系统的组成 2
1.2.1 空间段 2
1.2.2 控制段 3
1.2.3 用户段 3
1.3 用户定位、速度及时间测量的原理 3
1.4 GPS信号结构 5
1.5 GPS导航信息结构 6
1.6 预相关信号处理 7
1.6.1 频率下变频 7
1.6.2 采样及量化 8
1.7 捕获技术的回顾 9
1.8 位同步及数据估计技术的回顾 15
1.9 卫星信号跟踪的回顾 18
1.9.1 传统GPS跟踪环 18
1.9.2 卫星信号跟踪技术 22
1.10 导航信息的译码 27
1.11 现代化的GPS及Galileo全球导航卫星系统 28
1.11.1 现代化的GPS 28
1.11.2 Galileo欧洲卫星导航系统 31
1.12 弱信号应用 32
1.12.1 无线和室内的定位 32
1.12.2 静止和高地球轨道卫星的轨道确定 35
1.13 一些技术概念的回顾 35
1.13.1 维特比算法 35
1.13.2 估计技术 36
1.13.3 卡尔曼滤波 38
1.14 利用弱信号GNSS定位 41
1.14.1 弱信号定位问题 41
1.14.2 本书所开发的算法的评述 42
参考文献 43
第2章 信号模型 49
2.1 引言 49
2.2 接收信号 49
2.3 码速率的多普勒效应 50
2.4 本地信号 52
2.5 捕获的信号模型 52
2.6 精细捕获的信号模型 53
2.7 跟踪的信号模型 55
2.8 时钟噪声 58
参考文献 59
第3章 信号捕获 60
3.1 引言 60
3.2 算法1：多重数据位循环相关 61
3.2.1 处理码长的多普勒效应 63
3.2.2 处理未知位边沿位置 64
3.2.3 处理未知数据位 65
3.2.4 消除多普勒仓 66
3.2.5 递增预检测积分时间 68
3.2.6 多重数据位循环相关的实现 69
3.2.7 确定最可靠的数据位组合 73
3.2.8 CCMDB的计算量分析 76
3.3 算法2：修改的二倍分组块补零 77
3.3.1 多普勒效应的补偿 77
3.3.2 处理未知数据位和位边沿 80
3.3.3 MDBZP算法的实现 80
3.3.4 计算量的分析 86
3.4 存在强干扰的信号检测 88
3.4.1 干扰能量小于所期望的信号能量 89
3.4.2 干扰能量大于或等于所期望的信号能量 90
3.5 高动态捕获 91
3.5.1 捕获的多普勒速率效应 91
3.5.2 高动态捕获算法 94
3.6 检测概率和虚警概率 96
3.6.1 总积分 96
3.6.2 虚警概率 98
3.6.3 无数据组合的Pf 99
3.6.4 有数据组合的Pf 102
3.6.5 检测概率 107
3.6.6 门限计算 114
3.6.7 信号检测的损失 114
3.6.8 在存在强干扰情况下信号检测的Pd和Pf 115
3.7 仿真及结论 116
3.8 小结 132
参考文献 133
第4章 精细捕获和位同步及数据检测 134
4.1 引言 134
4.2 信号模型 135
4.3 捕获、精细捕获和位同步模块之间的关系 136
4.4 位同步和数据位检测算法 138
4.4.1 求解最小值 141
4.5 精细捕获的扩展状态VA算法 143
4.6 高动态的精细捕获 147
4.7 存在载波跟踪误差的位同步和导航信息检测 150
4.7.1 EKF的VA算法 150
4.7.2 扩展卡尔曼滤波模型 152
4.7.3 EKF估计 154
4.8 利用重复子帧 158
4.9 计算量的分析 160
4.10 仿真和结论 164
4.11 小结 175
参考文献 176
第5章 码和载波跟踪及导航信息解析 178
5.1 引言 178
5.2 跟踪模块的相互关系 179
5.3 码跟踪 181
5.3.1 定时恢复和本地信号产生 182
5.3.2 EKF算法的码跟踪 186
5.3.3 一阶EKF算法的码跟踪 194
5.3.4 二阶EKF算法 195
5.3.5 二阶EKF算法的码跟踪 197
5.4 载波跟踪 199
5.4.1 EKF载波跟踪 199
5.4.2 平方根EKF算法 200
5.4.3 平方根EKF算法的载波跟踪 201
5.4.4 二阶EKF算法的载波跟踪 203
5.4.5 二阶平方根EKF的载波跟踪 204
5.5 导航信息解析 205
5.5.1 获得前导码 205
5.5.2 识别子帧ID号 206
5.5.3 重复子帧数据的译码 209
5.6 最小化失锁时间 211
5.6.1 自适应积分时间 212
5.6.2 自适应超前（或滞后）码时延间隔 214
5.6.3 载波参数的重初始化 216
5.6.4 码时延的重捕获 217
5.7 多普勒速率或多普勒频移随机突变的处理 218
5.8 计算量的分析 219
5.9 仿真和结论 220
5.10 小结 233
参考文献 234
第6章 摘要和总结 235
6.1 引言 235
6.2 算法摘要 235
6.3 捕获算法及其性能摘要 237
6.3.1 捕获算法的功能 237
6.3.2 捕获性能 238
6.4 精细捕获和跟踪算法的摘要及其性能 243
6.4.1 精细捕获和跟踪算法的功能 243
6.4.2 跟踪性能 244
6.5 新的民用L2C和L5 GPS信号 249
参考文献 250
缩略语 252
符号表 256
索引 260
作者简介 273