第1章 绪论篇 1
1.1 GNSS 1
1.1.1 GNSS的定义 1
1.1.2 GNSS的系统构成 4
1.1.3 GNSS定位原理 6
1.1.4 GNSS接收机设计 8
1.1.5 GNSS性能指标 12
1.2GPS 15
1.2.1 GPS概况 15
1.2.2 GPS空间星座部分 17
1.2.3 GPS地面监控部分 22
1.2.4 GPS服务与限制 23
1.3 GLONASS 24
1.3.1 GLONASS概况 25
1.3.2 GLONASS空间星座部分 27
1.3.3 GLONASS地面监控部分 32
1.3.4 GLONASS服务 33
1.4Galileo系统 34
1.4.1 Galileo系统概况和系统构成 34
1.4.2 Galileo系统服务 38
1.5其他GNSS概况 39
我国的北斗卫星导航系统 40
日本准天顶卫星系统 42
印度区域卫星导航系统 43
参考文献 43
第2章 BPSK-R和BOC调制 48
2.1数字通信系统基础 48
2.1.1扩频调制 48
2.1.2载波调制 52
2.2BPSK-R调制 54
2.2.1 BPSK-R调制信号的功率谱密度 55
2.2.2 BPSK-R调制信号的自相关函数 58
2.3BOC调制 59
2.3.1 BOC调制信号模型 59
2.3.2 BOC调制副载波的频谱 63
2.3.3 BOC调制信号的功率谱密度 65
2.3.4 BOC调制信号的自相关函数计算 73
2.3.5 BOC调制信号的自相关函数特征 82
2.3.6 BOC调制的优缺点 84
参考文献 86
第3章 MBOC、AItBOC和复用调制 88
3.1MBOC调制 88
3.1.1 MBOC调制信号的定义 88
3.1.2 TMBOC调制 91
3.1.3 CBOC调制 95
3.2 AltBOC调制 97
3.2.1单边带副载波 98
3.2.2非恒包络AltBOC调制 100
3.2.3恒包络AltBOC调制 102
3.3复用调制 107
3.3.1 Interplex调制 107
3.3.2 CASM 111
参考文献 113
第4章 GPS信号 116
4.1概况 117
4.2 L1 C/A信号 122
4.2.1 C/A码 123
4.2.2 NAV电文 125
4.3L1/L2 P（Y）信号 126
4.4 L2C信号 128
4.4.1 L2 CM/CL码 128
4.4.2 L2C的数据调制 129
4.5L1/L2 M信号 132
4.6L5C信号 134
4.6.1 L5 I5/Q5码 134
4.6.2 L5C的数据调制 136
4.7L1C信号 138
4.7.1 L1C伪码 138
4.7.2 L1C覆盖码 140
4.7.3 L1C的数据调制 141
4.8CNAV电文 143
4.8.1 CNAV电文的结构 143
4.8.2第0类信息条 144
4.8.3第10～11类信息条 144
4.8.4第12类信息条 146
4.8.5第13～14类信息条 147
4.8.6第15类信息条 147
4.8.7第30～37类信息条 147
4.8.8信息条播发顺序 149
4.8.9CRC-24Q校验 150
4.8.10 L2C与L5C上CNAV电文之间的差异 151
4.9CNAV-2电文 152
4.9.1 CNAV-2电文的结构 153
4.9.2 BCH编码 154
4.9.3 LDPC编码 155
4.9.4块交织编码 156
4.9.5 CNAV-2电文的内容 158
参考文献 161
第5章 GLONASS信号 164
5.1概况 164
5.2伪码 169
5.2.1 C/A码 169
5.2.2 P码 170
5.2.3时间志 171
5.3数据调制 172
5.4导航电文 174
5.4.1导航电文结构 174
5.4.2导航电文内容 175
5.4.3导航电文即时数据 178
5.4.4导航电文非即时数据 180
5.4.5数据校验算法 182
5.4.6解译电文的实例分析 183
参考文献 186
第6章 Galileo信号 187
6.1概况 187
6.2 E1信号 191
6.3 E6信号 195
6.4E5信号 197
6.5阶梯码 203
6.5.1阶梯码的构筑 203
6.5.2主码 206
6.5.3副码 208
6.6 F/NAV和I/NAV电文 209
6.6.1 F/NAV和I/NAV电文的共同结构特点 210
6.6.2 F/NAV电文的结构和内容 211
6.6.3 I/NAV电文的结构和内容 214
6.6.4 F/NAV和I/NAV电文的共同参数内容 222
参考文献 223
第7章 GNSS时空坐标系和卫星轨道计算 226
7.1时间坐标系 226
7.1.1协调世界时和原子时 227
7.1.2 GPS时间 228
7.1.3 GLONASS时间 231
7.1.4 Galileo系统时间 233
7.2空间坐标系 234
7.2.1惯性坐标系 235
7.2.2地心地固直角坐标系 235
7.2.3大地坐标系 238
7.2.4站心坐标系 240
7.2.5 GPS、Galileo和GLONASS的空间坐标系 242
7.2.6 WGS-84与PZ-90之间的坐标变换 244
7.3GPS/Galileo卫星轨道计算 247
7.4GLONASS卫星轨道计算 251
7.4.1卫星运动方程 251
7.4.2龙格-库塔法 253
7.5卫星位置的地球自转校正 256
参考文献 260
第8章 GNSS测量及其误差 262
8.1GNSS测量值 262
8.1.1伪距测量值 262
8.1.2多普勒频移和载波相位测量值 266
8.1.3GNSS测量值之间的比较 271
8.2GNSS测量误差 273
8.2.1卫星时钟误差 274
8.2.2卫星星历误差 280
8.2.3电离层延时 282
8.2.4对流层延时 287
8.2.5多径误差 288
8.2.6接收机噪声 290
8.2.7接收机器件群波延时及其信道间差异 290
8.3差分GNSS原理及其测量 295
8.3.1差分GNSS原理 295
8.3.2 GNSS单差伪距 297
8.3.3 GNSS双差伪距 300
8.3.4 GNSS单差载波相位 302
8.3.5 GNSS双差载波相位 304
参考文献 307
第9章 GNSS定位及其精度 309
9.1单个GNSS的定位算法 309
9.1.1牛顿迭代及其线性化方法 309
9.1.2最小二乘法 311
9.1.3伪距定位原理 314
9.1.4最小二乘法伪距定位算法 317
9.1.5二维定位及其辅助方程 322
9.1.6多普勒定速算法 324
9.1.7免时定位算法 326
9.2单个GNSS的定位精度分析 328
9.2.1定位误差的方差分析 328
9.2.2精度衰减因子 330
9.2.3卫星几何分布 334
9.3GNS S联合定位 336
9.3.1接收机钟差模型 336
9.3.2算法1：直接利用系统时间差异播发值校正测量值 339
9.3.3算法2：在接收机端测定系统时间差异值 341
9.3.4算法3：建立系统时间差异辅助方程 344
9.3.5对算法和卫星几何分布的一些讨论 346
9.4差分GNSS相对定位算法 349
9.4.1单差伪距定位 349
9.4.2双差伪距定位 351
9.4.3单差载波相位定位 353
9.4.4双差载波相位定位 355
参考文献 358
第10章 总结篇 361
10.1联合GNSS的优势与挑战 361
10.2 GNSS信号性能的定量评估 365
10.2.1 GNSS接收机模型 366
10.2.2均方根带宽和等效矩形带宽 369
10.2.3谱分离系数和码跟踪谱灵敏度系数 371
10.2.4等效载噪比和信干噪比 376
10.2.5自相关函数和码环跟踪精度 385
10.2.6抗多径性能 388
10.3GNSS设计及其发展趋势 391
10.3.1卫星星座布局 391
10.3.2卫星星座自主导航 394
10.3.3信号多址机制 395
10.3.4频率规划 396
10.3.5伪码 399
10.3.6信号波形 402
10.3.7导频信号 404
10.3.8导航电文 405
10.3.9时空坐标系 409
参考文献 410
附录A 缩写词中英对照 417
附录B 单位制及其换算 424
附录C 傅里叶变换 426
附录D 随机变量及其数字特征 432
附录E 自相关函数和频谱密度 437