目录 1
第一章 绪论 1
§1-1 GPS定位系统的发展历史及意义 1
§1-2 GPS卫星和地面监控网 3
§1-3 GPS信号结构和特性 5
一、扩频调制技术 6
二、P码 7
三、C/A码 8
四、伪随机码特性 8
五、C/A码相关接收原理 10
六、C/A码向P码的转换 11
§1-4 GPS导航电文 12
§1-5 GPS精密测地系统发展概况 15
一、MITES-Macrometer 15
二、SERIES 17
三、TI-4100 18
四、WM-101 20
五、TRIMBLE 4000S 20
六、SERCEL TR5S 21
七、小结 22
§2-1 概述 24
第二章 观测量 24
§2-2 GPS信号传播方程 25
一、第一种表达式 27
二、第二种表达式 28
§2-3 C/A码和P码的伪距观测量 29
§2-4 多普勒观测量 31
§2-5 载波相位观测量 34
§2-6 副载波相位观测量 38
§2-7 信号比特观测量 40
一、采样速率与带宽的关系 41
二、无限削波对信噪比的影响 43
§3-2 检测理论与噪声中的信号提取 45
一、检测理论 45
第三章 GPS信息的相关接收 45
§3-1 引言 45
二、最佳接收理论 48
§3-3 伪随机码的延时锁定 55
一、一般延时锁定环 55
二、包络相关延时锁定环 60
三、伪随机码的搜索与捕获 65
§3-4 PSK信号的检测与同步 69
一、BPSK信号的检测 70
二、BPSK信号同步技术 72
一、多路卫星信号对一般扩频信号的影响 81
§3-5 多路卫星信号的影响 81
二、伪随机码对扩频信号的干扰 83
§3-6 GPS相关接收机 86
一、概述 86
二、X型GPS接收机 87
三、简易型GPS接收机 95
四、多路复用GPS接收机 98
五、全数字化GPS接收机 104
六、双频GPS接收机 106
§4-1 概述 110
第四章 GPS信息的无码接收 110
§4-2 BPSK载波相位恢复技术 111
一、平方环 112
二、同相-正交环 114
三、逆调制环 119
四、判决反馈环 121
§4-3 L1波段载波相位恢复技术 122
一、四次方环 124
二、斯里普凯尔环 125
三、逆调制QPSK载波恢复环 126
§4-4 副载波钟频相位恢复技术 128
一、码的频谱分析 129
二、匹配滤波对称非线性钟频恢复 131
三、延迟-相乘钟频恢复 132
四、微分平方钟频恢复 134
五、包络检波法 134
六、延迟相干法 135
七、载频差频法 137
§4-5 锁相环的分析 137
一、锁相环的线性和准线性模型 137
二、锁相环的非线性分析和跳周 140
§4-6 锁相环的多普勒跟踪性能 150
一、多普勒频移 151
二、一阶环跟踪性能 151
三、二阶环跟踪性能 152
四、三阶环跟踪性能 155
§4-7 噪声对相位误差影响的分析 160
一、噪声对BPSK信号恢复载波相位误差的影响 160
二、噪声对QPSK信号载波相位误差的影响 167
§4-8 振荡器相位噪声对载波相位误差的影响 171
一、相位噪声和频率稳定度模型 172
二、相位噪声功率谱密度的测量 174
三、相位噪声对频率噪声方差的影响 175
四、振荡源相位噪声对锁相环相位误差的影响 177
§4-9 GPS无码接收机 180
一、相位法GPS无码接收机 180
二、干涉法GPS无码接收机 183
三、GPS精密测地系统 185
第五章 数学模型和数据处理方法 187
§5-1 GPS定位的几何模型 187
一、单点定位的几何模型 187
二、相对定位的几何模型 188
§5-2 观测量概述 190
§5-3 数学模型 194
一、单差数学模型 195
二、双差数学模型 199
三、差分多普勒模型 200
四、三差数学模型 201
五、一般约化组合模型 202
六、模糊函数数学模型 203
七、单站观测模型 207
八、干涉法观测处理模型 208
§5-4 数据处理方法 210
一、平差方法基础 211
二、单差处理方法 214
三、差分多普勒方法 218
四、双差处理方法 223
五、三差处理方法 229
六、模糊函数处理方法 232
§5-5 多站处理数学模型 234
一、正交化法 235
二、无差分模型 236
§5-6 卫星轨道定轨方法及改进 238
一、轨道理论与摄动模型 239
二、轨道改进方法 241
§5-7 数据处理程序 245
一、观测数据预处理 245
二、轨道数据处理程序 247
三、定位程序 248
§5-8 测量结果分析和比较 249
一、不同计算方法的比较 249
五、输出结果部分 249
四、测量网平差 249
二、观测精度与卫星数目的关系 253
三、测量精度与观测时段的关系 255
四、单频和双频观测精度的比较 257
五、长短基线观测结果比较 261
六、单基线处理和观测网处理结果的比较 262
七、小结 263
第六章 卫星位置计算与星座选择 264
§6-1 卫星的轨道参数 264
§6-2 卫星位置的计算 265
§6-3 几何精度因子GDOP 268
§6-4 观测星座的选择 270
一、方向余弦法 270
二、矢端四面体法 272
§6-5 四星座的最佳选择和算法 273
§6-6 两种实用的星座选择法 276
一、四锥体结构选择法 276
二、最大高度-底面积选择法 278
第七章 误差分析和改正模型 279
§7-1 接收设备误差分析 279
一、各种环路与载波信噪比的关系 279
二、接收机输入端的噪声功率 281
§7-2 外界环境影响及改正模型 283
一、对流层效应及改正模型 284
二、电离层效应及改正模型 294
三、地球潮汐改正 298
四、多径效应 302
五、钟差改正和相对论效应改正 306
第八章 GPS精密测地系统的应用 310
§8-1 在地壳形变观测中的应用 310
一、概述 310
二、形变观测网的布设 311
三、监测网的观测 312
四、变形观测的平差方法 313
一、建立基本控制网 317
§8-2 在大地测量中的应用 317
二、测定大地水准面 318
三、开拓动力大地测量学新领域 319
§8-3 在海洋石油勘探和平台定位中的应用 320
§8-4 在航空物探定位中的应用 322
§8-5 在船舶进出港口导航中的应用 323
§8-6 在船舶机动性能测定中的应用 325
一、航速测量 325
二、旋回半径测量 325
五、船舶惯性测量 326
三、舵角提前量测量 326
四、船舶航向稳定性测量 326
六、对船舶辅助导航设备的校准 327
§8-7 在海洋大地测量中的应用 327
一、建立海洋大地控制网 327
二、海洋划界 329
三、海洋工程 330
四、海洋科学研究 330
§8-8 在时间传递和测定中的应用 330
参考文献 334
有关专业名词解释 339