本書是國際上及時本比較深入系統地論述新一代衛星導航系統信號設計理論與技術的學術專著,闡述了衛星導航系統信號設計中的基本概念、基礎理論以及各項關鍵技術,并從導航信號的基本要素出發,把信號設計的傳統技術與新發展的先進技術納入到一個通用框架下作為一個有機的整體進行討論,給讀者呈現一個完整系統的信號設計脈絡。全書共分8章,內容包括衛星導航系統及其信號的發展背景、衛星導航信號的基本結構、擴頻調制的特性、擴頻調制的實現方式、性能分析方法、恒包絡復用的基本理論及實現技術等。本書充分反映了近年來國內外學術界和工業界在衛星導航信號設計領域的新思想和新技術,同時也融入了作者在信號設計方面的研究成果。
本書是少有的涉及新一代GNSS信號設計理論與應用的學術論著,內容可以填補目前該領域的空缺;其作者參與了北斗系統建設和信號設計,在衛星導航信號設計方面有多年工作經驗,對衛星導航信號設計有很深入的理解。
姚錚:清華大學電子工程系副教授,博士生導師,Springer GPS Solutions期刊編委,ION GNSS SDR Metadata Standard Working Group成員,自2005年至今,一直從事衛星導航及相關領域的教學、科研工作,研究工作得到了國家重大專項、863計劃、國家自然科學基金、國家重大科學儀器專項、國家科技支撐計劃、教育部博士點基金等資助。主要研究方向包括導航信號設計與處理、GNSS軟件接收機、地面無線定位技術等。作為及時發明人擁有多項國際發明專利,作為及時作者在IEEE TWC、TAES、TVT等雜志上發表多篇SCI檢索論文,曾榮獲國家軍隊科技進步二等獎、美國導航學會(ION)學生論文優勝獎、中國衛星導航學術年會(CSNC)2010和2013年度青年論文一等獎、2013年度年會論文獎、清華大學博士論文獎、清華大學博士畢業生等榮譽。
目 錄第1章 緒論 11.1 本章引言 21.2 衛星導航系統的發展與現狀 41.2.1 GNSS的前身 41.2.2 GPS及其現代化 61.2.3 GLONASS及其現代化 71.2.4 Galileo系統 81.2.5 北斗衛星導航系統 91.3 導航信號的重要性 111.4 衛星導航信號體制的發展 121.4.1 GPS信號體制的發展 121.4.2 Galileo系統信號體制的發展 131.4.3 北斗系統信號體制的發展 14參考文獻 16第2章 衛星導航信號的結構 212.1 本章引言 222.2 衛星導航的基本原理 222.2.1 通過測距信號確定位置 222.2.2 位置估計的線性化方法 252.2.3 用戶位置的精度 252.2.4 偽距的測量 262.3 衛星導航信號的關鍵要素 272.4 載波頻率的選擇 272.5 信號的發射功率 322.6 信號的極化方式 352.7 信號的多址接入 372.8 信號的擴頻調制 382.9 擴頻序列與二次編碼 412.9.1 擴頻序列的偶相關與奇相關 412.9.2 擴頻序列的構造 432.9.3 擴頻調制對碼相關性的影響 462.9.4 二次編碼 482.10 導頻信道與數據信道 492.10.1 導頻信道的作用 492.10.2 數據信道與導頻信道的功率分配 522.11 多路復用 532.12 電文結構與信道編碼 542.12.1 電文結構 542.12.2 信道編碼 55參考文獻 57第3章 直接序列擴頻的基本性質 613.1 本章引言 623.2 擴頻調制信號模型 633.3 擴頻調制信號的時域特性 653.3.1 信號相似性的度量方式 653.3.2 互相關函數與自相關函數 663.3.3 周期信號的相關函數 663.3.4 擴頻信號的互相關函數 673.3.5 階狀碼調制信號的互相關函數 693.4 擴頻調制信號的頻域特性 743.4.1 功率譜密度 743.4.2 無電文調制的擴頻信號功率譜 743.4.3 帶電文調制的擴頻信號功率譜 773.4.4 非周期擴頻信號的功率譜 773.4.5 階狀碼調制信號的功率譜 783.4.6 互功率譜密度 793.4.7 功率譜密度的歸一化 79參考文獻 80第4章 衛星導航中的擴頻調制技術 814.1 本章引言 824.2 BPSK-R調制 844.3 BOC調制 874.3.1 BOC調制的定義 874.3.2 BOC信號的功率譜密度 894.3.3 BOC 信號的自相關函數 914.3.4 正弦與余弦相位BOC調制在特性上的差別 934.4 BCS調制 974.5 CBCS 調制 994.5.1 CBCS信號的定義 994.5.2 CBCS信號的自相關函數 1014.5.3 CBCS信號的功率譜密度 1024.5.4 CBCS信號的互相關偏差 1044.6 TMBCS與QMBCS調制 1074.7 MBOC調制 1074.7.1 TMBOC調制 1094.7.2 CBOC調制 1104.7.3 QMBOC調制 1124.8 分裂譜信號的處理模糊度 1144.8.1 問題描述 1144.8.2 串行捕獲策略下的誤捕概率 1154.8.3 并行捕獲策略下的誤捕概率 1174.8.4 消除模糊度的方式 1204.9 其他的擴頻調制方式 1234.9.1 AltBOC 調制 1234.9.2 MSK調制 1264.9.3 GMSK調制 1304.9.4 SRRC 擴頻波形 1304.9.5 PSWF擴頻波形 1324.9.6 帶寬受限擴頻調制技術小結 133參考文獻 133第5章 導航信號擴頻調制的性能分析 1395.1 本章引言 1405.2 接收信號的基帶等效表達 1425.2.1 擴頻信號的復包絡表示 1425.2.2 信號與噪聲加干擾的功率譜 1435.3 擴頻碼跟蹤誤差的下界 1445.3.1 碼跟蹤誤差的Cramér-Rao下界 1445.3.2 高斯白噪聲環境下的CRLB 1455.4 衛星導航接收機的信號處理模型 1475.4.1 預檢測積分 1475.4.2 捕獲 1485.4.3 碼跟蹤 1495.4.4 載波跟蹤 1505.5 熱噪聲與干擾下的測距性能 1515.5.1 問題模型 1525.5.2 鑒相器輸出的統計特性 1535.5.3 非相干處理下的跟蹤誤差 1545.6 捕獲、載波跟蹤和數據解調的性能 1585.7 抗多徑性能 1615.8 頻譜兼容性 1645.8.1 頻譜分離系數 1645.8.2 碼跟蹤頻譜靈敏度系數 1665.8.3 等效載噪比 168參考文獻 170第6章 擴頻信號恒包絡復用的基本理論 1736.1 本章引言 1746.2 高功率放大器 1756.3 恒包絡復用的基本概念 1756.3.1 恒包絡信號 1756.3.2 恒包絡復用 1766.4 相位映射表 1806.5 恒包絡復用的設計方程 1816.6 恒包絡復用的效率 1846.7 恒包絡復用信號的表示形式 1846.7.1 恒包絡合成信號的基信號 1846.7.2 恒包絡復用的相位線性組合形式 1866.7.3 恒包絡復用的交調構造形式 1876.7.4 不同表示形式之間的聯系 1886.8 恒包絡復用信號的功率譜密度 1886.9 恒包絡復用的實現方法 1896.9.1 基于相位映射表的生成方法 1896.9.2 基于相位合成的生成方法 1906.9.3 基于交調構造法的生成方法 191參考文獻 192第7章 擴頻信號恒包絡復用的構造方法 1957.1 本章引言 1967.2 QPSK復用 1977.3 時分復用 1997.4 POCET技術 2027.5 正交乘積副載波調制 2037.5.1 三路信號的 QPSM 復用 2047.5.2 任意信號數量的情況 2057.5.3 QPSM復用應用于CBCS信號 2067.6 基于多數表決邏輯的復用 2077.6.1 多數表決邏輯 2077.6.2 等權值MV復用 2087.6.3 利用時分復用實現非等權值MV 2107.6.4 交錯MV復用的相位映射表 2127.7 雙頻聯合恒包絡復用 2167.7.1 利用復副載波實現邊帶調制 2167.7.2 基于方波復副載波的DCEM 2177.8 ACE-BOC調制/復用技術 2177.8.1 ACE-BOC信號的直接形式 2187.8.2 相位旋轉形式 2207.8.3 典型功率配比下的 ACE-BOC 信號 2227.9 恒包絡復用技術的級聯 2257.9.1 InterVote 2257.9.2 PocetVote 2267.9.3 TD-AltBOC 2267.10 恒包絡復用實現技術小結 227參考文獻 228第8章 結束語 2318.1 衛星導航信號的性能評估 2328.2 衛星導航信號可能的發展趨勢 234縮略語 239
專業性強,值得一讀!
書很好!
好評
很有見解
東西挺好的
物有所值,學到了知識。