全書(shū)共12章,第1章綜述了GNSS、INS和GNSS/INS組合的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用情況;第2、3章分別介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航的基本知識(shí);第4章詳細(xì)介紹了原有GPS信號(hào)的特性,并著重介紹了GPS現(xiàn)代化、GLONASS、Galileo等的基本情況;第5、6章介紹了GNSS天線和接收機(jī)設(shè)計(jì);第7章分析了GNSS數(shù)據(jù)誤差,著重介紹了多徑問(wèn)題及其消除方法;第8、9章分別介紹了差分GNSS和GNSS及GEO信號(hào)完好性等內(nèi)容,第10章重點(diǎn)研究了卡爾曼濾波,介紹了幾種不同的卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)方法;第11章對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的主要誤差進(jìn)行了深入分析;第12章系統(tǒng)研究了GNSS/INS組合的原理及數(shù)學(xué)建模、性能分析等內(nèi)容。
陳軍:中國(guó)人民解放軍63880部隊(duì)技術(shù)部高級(jí)工程師,參加翻譯、編寫(xiě)出版了多部專(zhuān)著。
目 錄第1章 緒論 11.1 導(dǎo)航 11.1.1 與導(dǎo)航相關(guān)的技術(shù) 11.1.2 導(dǎo)航模式 21.2 GNSS綜述 31.2.1 GPS 31.2.2 全球軌道導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS) 41.2.3 伽利略(Galileo)系統(tǒng) 51.2.4 北斗(BeiDou-2)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 71.3 慣性導(dǎo)航綜述 81.3.1 理論基礎(chǔ) 81.3.2 慣性傳感器技術(shù) 91.4 GNSS/INS組合綜述 231.4.1 卡爾曼濾波器的作用 231.4.2 實(shí)現(xiàn) 241.4.3 應(yīng)用 24習(xí)題 25參考文獻(xiàn) 25第2章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ) 282.1 導(dǎo)航系統(tǒng)研究 282.1.1 不同于GNSS的系統(tǒng) 282.1.2 比較準(zhǔn)則 282.2 衛(wèi)星導(dǎo)航 292.2.1 衛(wèi)星軌道 292.2.2 導(dǎo)航解算(二維實(shí)例) 302.2.3 衛(wèi)星選擇和精度因子 322.2.4 DOP的計(jì)算實(shí)例 352.3 時(shí)間與GPS 372.3.1 協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)的產(chǎn)生 372.3.2 GPS系統(tǒng)時(shí) 372.3.3 接收機(jī)UTC的計(jì)算 372.4 例子:無(wú)誤差時(shí)用戶位置計(jì)算 382.4.1 用戶位置計(jì)算 382.4.2 用戶速度計(jì)算 40習(xí)題 41參考文獻(xiàn) 42第3章 慣性導(dǎo)航基礎(chǔ) 443.1 本章重點(diǎn) 443.2 基本術(shù)語(yǔ) 443.3 慣性傳感器誤差模型 473.3.1 零均值隨機(jī)誤差 483.3.2 固定型誤差 493.3.3 傳感器誤差穩(wěn)定性 503.4 傳感器校準(zhǔn)和補(bǔ)償 503.4.1 傳感器偏差、尺度因子和錯(cuò)位 513.4.2 其他校準(zhǔn)參數(shù) 523.4.3 校準(zhǔn)參數(shù)的不穩(wěn)定性 543.4.4 GNSS之前的輔助傳感器 543.4.5 傳感器性能范圍 553.5 地球模型 553.5.1 陸地導(dǎo)航坐標(biāo)系 563.5.2 地球旋轉(zhuǎn) 563.5.3 重力模型 573.6 硬件實(shí)現(xiàn)方法 623.6.1 平衡環(huán)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 633.6.2 浮臺(tái)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法 653.6.3 旋轉(zhuǎn)木馬及分度法 653.6.4 捷聯(lián)系統(tǒng) 663.6.5 捷聯(lián)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)木馬及分度 663.7 軟件實(shí)現(xiàn)方法 673.7.1 一維的例子 673.7.2 九維的初始化 683.7.3 平衡環(huán)姿態(tài)的實(shí)現(xiàn) 713.7.4 平衡環(huán)導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn) 723.7.5 捷聯(lián)姿態(tài)的實(shí)現(xiàn) 733.7.6 捷聯(lián)導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn) 793.7.7 導(dǎo)航計(jì)算機(jī)和軟件的需求 813.8 INS性能標(biāo)準(zhǔn) 823.8.1 自由慣性運(yùn)行 823.8.2 INS性能度量 823.8.3 性能級(jí)別 833.9 測(cè)試和評(píng)估 833.9.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試 843.9.2 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 843.10 總結(jié) 84習(xí)題 85參考文獻(xiàn) 87第4章 GNSS信號(hào)結(jié)構(gòu)特征及信息利用 884.1 原有GPS信號(hào)的成分、用途和特征 884.1.1 原有GPS信號(hào)的數(shù)學(xué)信號(hào)模型 884.1.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)格式 914.1.3 GPS衛(wèi)星位置的計(jì)算 944.1.4 C/A碼及其性能 994.1.5 P(Y)碼及其特性 1044.1.6 L1和L2載波 1054.1.7 發(fā)射功率電平 1064.1.8 自由空間及其他損耗因子 1064.1.9 接收信號(hào)功率 1064.2 GPS的現(xiàn)代化 1074.2.1 從現(xiàn)代化中受益的領(lǐng)域 1074.2.2 GPS現(xiàn)代化改進(jìn)的基本內(nèi)容 1084.2.3 L2民用(L2C)信號(hào) 1094.2.4 L5信號(hào) 1094.2.5 M碼 1114.2.6 L1C信號(hào) 1124.2.7 GPS衛(wèi)星系列 1134.2.8 GPS III 1134.3 GLONASS信號(hào)結(jié)構(gòu)和特征 1134.3.1 頻分多址(FDMA)信號(hào) 1144.3.2 CDMA現(xiàn)代化 1154.4 GALILEO系統(tǒng)(GALILEO) 1154.4.1 星座和服務(wù)等級(jí) 1164.4.2 導(dǎo)航數(shù)據(jù)和信號(hào) 1164.5 北斗系統(tǒng) 1174.6 準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS) 118習(xí)題 119參考文獻(xiàn) 120第5章 GNSS天線設(shè)計(jì)與分析 1235.1 應(yīng)用 1235.2 GNSS天線性能特點(diǎn) 1235.2.1 尺寸和成本 1235.2.2 頻率和帶寬 1235.2.3 輻射圖特性 1245.2.4 天線極化和軸比 1255.2.5 GNSS天線的指向、效率和增益 1275.2.6 天線阻抗、駐波比和回波損耗 1285.2.7 天線帶寬 1295.2.8 天線噪聲系數(shù) 1305.3 GNSS天線設(shè)計(jì)的電磁計(jì)算模型(CEM) 1315.4 GNSS天線技術(shù) 1325.4.1 偶極子GNSS天線 1325.4.2 GNSS貼片天線 1325.4.3 勘測(cè)級(jí)/參考GNSS天線 1395.5 自適應(yīng)相控陣天線原理 1415.5.1 數(shù)字波束形成自適應(yīng)天線陣公式 1435.5.2 STAP 1455.5.3 SFAP 1455.5.4 自適應(yīng)相控陣天線的結(jié)構(gòu) 1455.5.5 自適應(yīng)相控陣天線的優(yōu)點(diǎn) 1465.6 校準(zhǔn)/補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用考量 146習(xí)題 148參考文獻(xiàn) 149第6章 GNSS接收機(jī)設(shè)計(jì)與分析 1536.1 接收機(jī)設(shè)計(jì)的選擇 1536.1.1 GNSS所支持的應(yīng)用 1536.1.2 單頻或多頻支持 1536.1.3 通道數(shù) 1546.1.4 碼型選擇 1556.1.5 差分性能 1556.1.6 輔助輸入 1566.2 接收機(jī)結(jié)構(gòu) 1576.2.1 射頻(RF)前端 1576.2.2 下變頻及中頻放大 1596.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換與自動(dòng)增益控制 1606.2.4 基帶信號(hào)處理 1616.3 信號(hào)捕獲與跟蹤 1616.3.1 對(duì)用戶位置的假定 1626.3.2 關(guān)于可視衛(wèi)星的假定 1626.3.3 信號(hào)多普勒估計(jì) 1626.3.4 在頻率和C/A碼相位范圍內(nèi)搜索信號(hào) 1636.3.5 信號(hào)檢測(cè)與確認(rèn) 1666.3.6 碼跟蹤環(huán) 1686.3.7 載波相位跟蹤環(huán) 1726.3.8 位同步 1756.3.9 數(shù)據(jù)位解調(diào) 1756.4 用戶解算所需信息的提取 1766.4.1 信號(hào)發(fā)射時(shí)間信息 1766.4.2 衛(wèi)星位置和速度的星歷數(shù)據(jù) 1766.4.3 利用碼相位的偽距測(cè)量公式 1776.4.4 利用載波相位的測(cè)量 1786.4.5 載波多普勒測(cè)量 1796.4.6 積分多普勒測(cè)量 1806.5 偽距、載波相位和頻率估計(jì)的理論考慮 1816.5.1 碼相位測(cè)量的理論誤差限 1826.5.2 載波相位測(cè)量的理論誤差限 1826.5.3 頻率測(cè)量的理論誤差限 1836.6 高靈敏度A-GPS系統(tǒng) 1856.6.1 輔助數(shù)據(jù)如何改進(jìn)接收機(jī)性能 1856.6.2 高靈敏度接收機(jī)的影響因素 1886.7 軟件無(wú)線電(SDR)方法 1906.8 偽衛(wèi)星的考慮 190習(xí)題 191參考文獻(xiàn) 193第7章 GNSS數(shù)據(jù)誤差 1977.1 數(shù)據(jù)誤差 1977.2 電離層傳播誤差 1977.2.1 電離層延遲模型 1987.2.2 GNSS SBAS電離層算法 2007.3 對(duì)流層傳播誤差 2077.4 多徑問(wèn)題 2087.5 多徑抑制方法 2107.5.1 空間處理技術(shù) 2107.5.2 時(shí)域處理技術(shù) 2127.5.3 多徑消除技術(shù)MMT 2157.5.4 時(shí)域方法的性能 2227.6 多徑消除的理論極限 2247.6.1 估計(jì)理論方法 2247.6.2 MMSE估計(jì)器 2257.6.3 多徑建模誤差 2257.7 星歷數(shù)據(jù)誤差 2257.8 星載時(shí)鐘誤差 2267.9 接收機(jī)時(shí)鐘誤差 2277.10 選擇可用性誤差 2287.11 誤差預(yù)估計(jì) 228習(xí)題 229參考文獻(xiàn) 230第8章 差分GNSS 2338.1 簡(jiǎn)介 2338.2 局域差分GNSS(LADGNSS)、廣域差分GNSS(WADGNSS)和天基增強(qiáng)系統(tǒng)(SBAS) 2338.2.1 LADGNSS 2338.2.2 WADGNSS 2348.2.3 SBAS 2348.3 GEO L1L5信號(hào) 2388.3.1 概述 2388.3.2 GEO上行鏈路子系統(tǒng)類(lèi)型1(GUST)控制環(huán) 2408.4 GUS時(shí)鐘控制算法 2448.4.1 接收機(jī)時(shí)鐘誤差的確定 2468.4.2 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)控制定律 2478.5 GEO軌道的確定(OD) 2498.6 地基增強(qiáng)系統(tǒng)(GBAS) 2548.6.1 區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)(LAAS) 2548.6.2 聯(lián)合精密進(jìn)近著陸系統(tǒng)(JPALS) 2548.6.3 增強(qiáng)的遠(yuǎn)距離導(dǎo)航(eLoran) 2558.7 基于相對(duì)測(cè)量的DGNSS 2558.7.1 碼差分測(cè)量 2558.7.2 載波相位差分測(cè)量 2568.7.3 利用雙差測(cè)量的定位 2588.8 GNSS單點(diǎn)定位服務(wù)及產(chǎn)品 2598.8.1 國(guó)際GNSS服務(wù)(IGS) 2598.8.2 持續(xù)運(yùn)行的參考站(CORS) 2598.8.