卫星导航原理与应用【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

卫星导航原理与应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1卫星导航技术的发展1

1.2 GPS全球定位系统3

1.2.1GPS空间部分3

1.2.2 GPS地面部分5

1.2.3 GPS用户部分6

1.2.4 GPS限制性政策6

1.3 GLONASS全球定位系统7

1.3.1 GLONASS空间部分7

1.3.2 GLONASS地面部分9

1.3.3 GLONASS用户部分9

1.4 Galileo卫星导航定位系统10

1.4.1 Galileo空间部分10

1.4.2 Galileo地面部分10

1.4.3 Galileo用户部分11

1.5北斗卫星导航定位系统11

1.5.1发展计划11

1.5.2“北斗一代”卫星导航系统12

1.5.3“北斗二代”卫星导航系统13

1.6卫星导航增强系统13

1.6.1卫星导航增强措施13

1.6.2广域增强系统14

1.6.3局域增强系统15

第2章GNSS时空参考系统17

2.1时空参考系简介17

2.2天球坐标系18

2.2.1天球坐标系定义18

2.2.2岁差和章动、协议天球坐标系19

2.2.3岁差矩阵与章动矩阵20

2.3地球坐标系21

2.3.1地球坐标系定义21

2.3.2协议地球坐标系、极移矩阵22

2.3.3 WGS-84与PZ-90坐标系23

2.3.4站心坐标系23

2.3.5坐标系之间的转换关系24

2.4时间参考系统25

2.4.1恒星时（ST） 、世界时（UT）25

2.4.2原子时（AT）、动力学时（DT）26

2.4.3协调世界时、GPS时、GLONASS时、Galileo时27

2.4.4儒略世纪、儒略年、儒略日28

2.4.5时间参考系的转换关系28

2.5卫星轨道基础29

2.5.1卫星无摄运动规律29

2.5.2卫星无摄运动轨道描述30

2.5.3卫星瞬时位置与速度31

2.5.4卫星受摄运动与卫星星历33

2.5.5由预报星历计算卫星位置35

第3章GNSS卫星信号37

3.1 GNSS信号基础37

3.1.1 GNSS信号简介37

3.1.2伪随机码及其特性37

3.1.3调制、解调、信号复用40

3.1.4扩频、相关接收、伪码测距42

3.2 GPS卫星信号44

3.2.1 GPS信号结构44

3.2.2 C/A码与P（Y）码45

3.2.3 GPS导航电文48

3.2.4 GPS信号功率电平50

3.3 GPS现代化的信号51

3.3.1 GPS现代化信号简介51

3.3.2 BOC调制技术52

3.3.3 L2C信号53

3.3.4 L5 C信号54

3.3.5 M码、L1C信号54

3.3.6 GPS信号小结55

3.4 GLONASS卫星信号55

3.4.1 GLONASS信号结构55

3.4.2 GLONASS信号频率56

3.4.3 GLONASS信号码特性57

3.4.4 GLONASS导航电文57

3.5 Galileo卫星信号58

3.5.1 Galileo频率规划58

3.5.2 Galileo信号设计59

3.5.3 Galileo扩频码60

3.5.4 Galileo导航电文61

3.6北斗卫星信号62

3.6.1北斗卫星及其信号特点62

3.6.2“北斗一代”卫星信号结构63

3.6.3“北斗一代”卫星扩频码结构63

3.6.4“北斗一代”卫星导航电文64

3.6.5“北斗二代”卫星信号65

第4章GNSS信号接收机67

4.1GNSS接收机基础67

4.1.1 GNSS接收机简介67

4.1.2 GNSS接收机类型67

4.1.3 GNSS接收机构成68

4.2 GNSS软件接收机69

4.2.1软件无线电概念69

4.2.2 GNSS软件接收机的特点70

4.2.3 GNSS软件接收机的架构71

4.3 GNSS天线与射频前端72

4.3.1 GNSS信号接收72

4.3.2 GNSS接收机天线73

4.3.3 GNSS接收机射频前端75

4.3.4射频前端专用集成电路77

4.4 GNSS接收机信号处理78

4.4.1 GNSS信号捕获78

4.4.2 GNSS信号跟踪81

4.4.3 GNSS信号解码84

4.4.4 GNSS导航解算86

4.5多模式兼容GNSS接收机86

4.5.1多模卫星导航技术86

4.5.2多模接收机射频前端86

4.5.3 GPS/GLONASS组合接收机88

4.5.4 GPS/Galileo多模接收机88

4.5.5 GPS/北斗多模接收机89

第5章GNSS观测方程与误差分析91

5.1 GNSS的基本观测量91

5.1.1导航定位观测量91

5.1.2测码伪距观测量91

5.1.3测相伪距观测量92

5.1.4多普勒频移观测量93

5.2 GNSS的观测方程94

5.2.1观测方程中时间概念94

5.2.2测码伪距观测方程94

5.2.3载波相位整周模糊度95

5.2.4测相伪距观测方程96

5.3观测方程的线性化97

5.3.1测码伪距观测方程线性化97

5.3.2测相伪距观测方程线性化98

5.4 GNSS的误差分析99

5.4.1 GNSS误差简介99

5.4.2 GNSS卫星的误差99

5.4.3信号传播的误差100

5.4.4接收设备的误差104

5.4.5其他相关的误差106

第6章GNSS静态定位与动态定位108

6.1 GNSS定位基本概念108

6.1.1 GNSS定位原理108

6.1.2 GNSS定位分类109

6.2 GNSS静态绝对定位110

6.2.1测码伪距静态绝对定位110

6.2.2测相伪距静态绝对定位112

6.2.3定位精度的几何评价113

6.2.4几何分布对定位精度影响115

6.3 GNSS静态相对定位115

6.3.1基本观测量与差分组合115

6.3.2基于单差模型的相对定位117

6.3.3基于双差模型的相对定位119

6.3.4基于三差模型的相对定位122

6.3.5相对观测量组合的权矩阵123

6.4 GNSS动态绝对定位125

6.4.1最小二乘法的动态绝对定位125

6.4.2卡尔曼滤波法的动态绝对定位126

6.5 GNSS动态相对定位128

6.5.1位置差分相对动态定位128

6.5.2测码伪距动态相对定位129

6.5.3测相伪距动态相对定位130

6.5.4载波相位求差法动态定位131

第7章GNSS速度、时间及姿态测量133

7.1基于GNSS的速度测量133

7.1.1平均速度法速度测量133

7.1.2多普勒频移法速度测量133

7.2基于GNSS的时间测量134

7.2.1单站法时间测量134

7.2.2共视法时间测量135

7.3基于GNSS的姿态测量136

7.3.1 GNSS姿态测量原理136

7.3.2整周单差与基线向量137

7.3.3载体的三轴姿态确定138

7.4整周模糊度的确定方法139

7.4.1整周模糊度确定简介139

7.4.2待定系数法确定整周模糊度141

7.4.3交换天线法确定整周模糊度141

7.4.4 FARA法确定整周模糊度143

7.4.5 LAMBDA法确定整周模糊度144

第8章GNSS/INS组合导航系统147

8.1卡尔曼滤波技术147

8.1.1组合导航技术简介147

8.1.2卡尔曼滤波与最优估计148

8.1.3离散系统卡尔曼滤波方程150

8.1.4计算转移矩阵与噪声方差阵153

8.1.5有色噪声条件下卡尔曼滤波154

8.2卡尔曼滤波的组合方法155

8.2.1组合方法简介与状态选取155

8.2.2 GNSS/INS硬件一体化组合156

8.2.3 GNSS/INS软件组合方法157

8.2.4 GNSS/INS松散与深度组合161

8.3 GNSS/INS松散组合模式162

8.3.1 GNSS/INS组合系统状态方程162

8.3.2 GNSS/INS组合系统量测方程170

8.3.3状态方程与量测方程离散化172

8.3.4 GNSS/INS组合卡尔曼滤波器172

8.4 GNSS/INS深度组合模式175

8.4.1 GNSS/INS的伪距、伪距率组合175

8.4.2 INS速度辅助GNSS接收机环路178

8.4.3 GNSS/INS组合系统的综合仿真185

第9章GNSS完好性监测192

9.1GNSS的完好性监测概念192

9.1.1 GNSS的性能评价简介192

9.1.2 GNSS完好性监测技术193

9.1.3民航对GNSS性能要求194

9.2 GNSS接收机自主完好性监测196

9.2.1 RAIM技术概念及发展196

9.2.2最小二乘残差的RAIM方法196

9.2.3奇偶空间矢量的RAIM方法199

9.3辅助信息的接收机完好性监测201

9.3.1基于辅助信息的完好性监测简介201

9.3.2 GNSS/INS组合的残差监测法202

9.3.3 GNSS/INS组合的AIME方法203

9.3.4 GNSS/INS组合的MSS方法204

9.4 GNSS的广域增强完好性监测206

9.4.1广域增强完好性监测简介206

9.4.2广域增强完好性监测体系206

9.4.3 UDRE验证处理208

9.4.4 GIVE验证处理209

9.4.5定位域验证处理209

9.5 GNSS的局域增强完好性监测210

9.5.1局域增强完好性监测简介210

9.5.2局域增强完好性监测体系210

第10章GNSS的市场应用212

10.1GNSS的市场应用概述212

10.2 GNSS在航空、航天导航中的应用212

10.2.1空中交通管制212

10.2.2精密进近着陆215

10.2.3弹道轨迹测量219

10.2.4航天器轨道测定222

10.3 GNSS在海上、陆地导航中的应用224

10.3.1海上舰船导航224

10.3.2陆地车辆导航225

10.3.3智能交通系统226

10.3.4 GNSS/GIS组合227

10.4 GNSS在测绘、测量中的应用229

10.4.1陆地与航空测绘229

10.4.2大地测量控制网231

10.4.3工程测量与形变监测232

10.4.4地球地壳运动监测234

10.5 GNSS在大众消费市场的应用236

10.5.1消费电子市场236

10.5.2高灵敏度GNSS237

10.5.3创造性应用领域238

参考文献240