高精度衛星導航技術(shù)/工業(yè)和信息化部“十二五”規劃教材簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

內容簡(jiǎn)介:　　高精度衛星導航技術(shù)（十二五）
　　本書(shū)綜合分析了全球衛星導航系統(GNSS)的發(fā)展歷史、現狀和地位,提出了高精度衛星導航技術(shù)的內容范圍;作為基礎理論較為系統地介紹了GNSS系統的組成、時(shí)空參照系統、信號結構、觀(guān)測量測量原理以及定位解算方法;詳細地闡述了GNSS接收機、GNSS差分、高精度動(dòng)態(tài)定位、GPS/INS組合導航、GNSS姿態(tài)測量等高精度衛星導航技術(shù)涉及的系統結構、信息處理理論和方法。
　　本書(shū)可以作為研究生和本科高年級學(xué)生的教材或教學(xué)參考書(shū),也可以作為從事導航專(zhuān)業(yè)特別是從事衛星導航技術(shù)應用的工程技術(shù)人員和科技工作者的技術(shù)參考書(shū)。

目錄:第1章 概 論…………………………………………………………………………………… 1
1.1 現代主要導航技術(shù)……………………………………………………………………… 1
1.2 衛星導航技術(shù)的發(fā)展與現狀…………………………………………………………… 5
1.3 高精度衛星導航技術(shù)…………………………………………………………………… 11
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 14
第2章 衛星導航系統基礎…………………………………………………………………… 15
2.1 GNSS時(shí)空參照系統和軌道…………………………………………………………… 15
2.1.1 GNSS坐標系統…………………………………………………………………… 15
2.1.2 GNSS時(shí)間系統…………………………………………………………………… 19
2.1.3 衛星運動(dòng)及其軌道參數…………………………………………………………… 22
2.1.4 衛星軌道攝動(dòng)……………………………………………………………………… 24
2.1.5 衛星星歷…………………………………………………………………………… 26
2.1.6 衛星坐標計算……………………………………………………………………… 27
2.2 GNSS信號……………………………………………………………………………… 31
2.2.1 信號結構…………………………………………………………………………… 32
2.2.2 導航電文…………………………………………………………………………… 35
2.2.3 信號擴頻與調制…………………………………………………………………… 41
2.3 GNSS觀(guān)測量與誤差分析……………………………………………………………… 43
2.3.1 碼偽距測量………………………………………………………………………… 43
2.3.2 載波相位偽距測量………………………………………………………………… 45
2.3.3 誤差來(lái)源及分析…………………………………………………………………… 46
2.4 位置、速度和時(shí)間解算………………………………………………………………… 49
2.4.1 基于碼偽距的解算………………………………………………………………… 49
2.4.2 基于載波相位的解算……………………………………………………………… 52
2.4.3 定位精度的幾何評價(jià)……………………………………………………………… 54
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 56
第3章 GNSS接收機………………………………………………………………………… 59
3.1 概 述…………………………………………………………………………………… 59
3.1.1 GNSS接收機的發(fā)展歷程………………………………………………………… 59
3.1.2 GNSS接收機的類(lèi)型……………………………………………………………… 61
3.1.3 GNSS接收機的體系結構………………………………………………………… 61
3.2 天線(xiàn)及射頻信號處理…………………………………………………………………… 64
3.2.1 天 線(xiàn)……………………………………………………………………………… 64
3.2.2 射頻信號處理……………………………………………………………………… 65
3.3 中頻信號處理———信號捕獲…………………………………………………………… 67
3.3.1 捕獲的基本原理…………………………………………………………………… 67
3.3.2 常用捕獲算法……………………………………………………………………… 68
3.3.3 信號檢測與判決…………………………………………………………………… 72
3.3.4 捕獲與跟蹤的轉換………………………………………………………………… 74
3.3.5 微弱信號捕獲……………………………………………………………………… 75
3.4 中頻信號處理———信號跟蹤…………………………………………………………… 77
3.4.1 跟蹤的基本原理…………………………………………………………………… 77
3.4.2 常用的跟蹤算法…………………………………………………………………… 77
3.4.3 跟蹤環(huán)路的數學(xué)模型……………………………………………………………… 79
3.4.4 跟蹤帶寬與濾波器設計…………………………………………………………… 83
3.4.5 跟蹤誤差下界……………………………………………………………………… 84
3.4.6 矢量跟蹤環(huán)路……………………………………………………………………… 86
3.5 基帶信號處理———同步與解調………………………………………………………… 87
3.5.1 信號同步…………………………………………………………………………… 87
3.5.2 導航電文解調……………………………………………………………………… 90
3.5.3 高精度量測值的產(chǎn)生……………………………………………………………… 90
3.5.4 信道干擾對測量精度的影響……………………………………………………… 94
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 96
第4章 差分GNSS技術(shù)……………………………………………………………………… 97
4.1 差分定位原理…………………………………………………………………………… 97
4.1.1 偽距觀(guān)測量誤差分析……………………………………………………………… 97
4.1.2 衛星軌道參數誤差影響分析……………………………………………………… 99
4.1.3 差分系統分類(lèi)…………………………………………………………………… 100
4.2 碼差分定位…………………………………………………………………………… 101
4.2.1 碼偽距差分系統定位方法……………………………………………………… 101
4.2.2 局域差分系統定位方法………………………………………………………… 103
4.2.3 廣域差分系統定位方法………………………………………………………… 103
4.3 載波相位觀(guān)測量差分………………………………………………………………… 106
4.3.1 單 差…………………………………………………………………………… 107
4.3.2 雙 差…………………………………………………………………………… 109
4.3.3 三 差…………………………………………………………………………… 111
4.4 多頻測量值組合……………………………………………………………………… 112
4.4.1 線(xiàn)性組合………………………………………………………………………… 112
4.4.2 窄巷、寬巷和超寬巷組合………………………………………………………… 115
4.5 周跳探測和修復……………………………………………………………………… 117
4.5.1 周跳的概念……………………………………………………………………… 117
4.5.2 基于觀(guān)測值變化規律的周跳探測……………………………………………… 118
4.5.3 基于多類(lèi)觀(guān)測值組合的周跳探測……………………………………………… 120
4.5.4 基于觀(guān)測值估值殘差的周跳探測……………………………………………… 121
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 122
第5章 高精度動(dòng)態(tài)定位技術(shù)………………………………………………………………… 123
5.1 引 言………………………………………………………………………………… 123
5.2 整周模糊度求解技術(shù)………………………………………………………………… 124
5.2.1 交換天線(xiàn)位置…………………………………………………………………… 124
5.2.2 利用偽距的取整估算法………………………………………………………… 125
5.2.3 LAMBDA 算法………………………………………………………………… 126
5.2.4 逐級模糊度確定法……………………………………………………………… 129
5.3 網(wǎng)絡(luò )RTK技術(shù)……………………………………………………………………… 131
5.3.1 網(wǎng)絡(luò )RTK關(guān)鍵技術(shù)…………………………………………………………… 132
5.3.2 網(wǎng)絡(luò )RTK系統………………………………………………………………… 137
5.3.3 網(wǎng)絡(luò )RTK技術(shù)的發(fā)展現狀和趨勢…………………………………………… 143
5.4 精密單點(diǎn)定位(PPP) ………………………………………………………………… 144
5.4.1 精密單點(diǎn)定位技術(shù)的發(fā)展現狀………………………………………………… 144
5.4.2 精密單點(diǎn)定位的基本原理……………………………………………………… 145
5.4.3 IGS精密星歷和衛星鐘差產(chǎn)品………………………………………………… 147
5.4.4 精密單點(diǎn)定位的主要誤差源和改正模型……………………………………… 147
5.4.5 精密單點(diǎn)定位的技術(shù)優(yōu)勢……………………………………………………… 152
5.4.6 精密單點(diǎn)定位中的坐標框架…………………………………………………… 153
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 154
第6章 GNSS/INS組合導航………………………………………………………………… 156
6.1 GNSS/INS組合導航簡(jiǎn)述…………………………………………………………… 156
6.2 GNSS/INS組合導航基礎…………………………………………………………… 157
6.2.1 GNSS/INS組合導航方式分類(lèi)………………………………………………… 157
6.2.2 卡爾曼濾波技術(shù)………………………………………………………………… 160
6.3 GNSS/INS松組合…………………………………………………………………… 162
6.3.1 松組合概述……………………………………………………………………… 162
6.3.2 松組合誤差模型………………………………………………………………… 163
6.3.3 松組合狀態(tài)方程………………………………………………………………… 166
6.3.4 松組合量測方程………………………………………………………………… 171
6.4 GNSS/INS緊組合…………………………………………………………………… 173
6.4.1 緊組合概述……………………………………………………………………… 173
6.4.2 緊組合狀態(tài)方程………………………………………………………………… 173
6.4.3 緊組合量測方程………………………………………………………………… 174
6.5 GNSS/INS超緊組合………………………………………………………………… 177
6.5.1 INS輔助GPS超緊組合模式…………………………………………………… 177
6.5.2 GPS/INS深組合模式…………………………………………………………… 178
6.5.3 GNSS/INS超緊組合的卡爾曼濾波方程……………………………………… 180
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 181
第7章 GNSS組合姿態(tài)測量………………………………………………………………… 182
7.1 GNSS組合姿態(tài)測量概述…………………………………………………………… 182
7.2 GNSS單基線(xiàn)姿態(tài)測量原理………………………………………………………… 183
7.2.1 單基線(xiàn)單差姿態(tài)測量…………………………………………………………… 183
7.2.2 單基線(xiàn)雙差姿態(tài)測量…………………………………………………………… 187
7.3 GNSS多基線(xiàn)姿態(tài)測量原理………………………………………………………… 191
7.3.1 雙基線(xiàn)姿態(tài)測量………………………………………………………………… 191
7.3.2 多基線(xiàn)姿態(tài)測量………………………………………………………………… 194
7.4 GNSS天線(xiàn)配置對姿態(tài)測量的影響………………………………………………… 196
7.4.1 天線(xiàn)配置方法…………………………………………………………………… 196
7.4.2 基線(xiàn)矢量夾角與姿態(tài)角精度的關(guān)系…………………………………………… 198
7.4.3 基線(xiàn)長(cháng)度與姿態(tài)角精度的關(guān)系………………………………………………… 199
7.4.4 基線(xiàn)長(cháng)度與姿態(tài)解算實(shí)時(shí)性的關(guān)系…………………………………………… 200
7.5 GNSS姿態(tài)測量誤差分析…………………………………………………………… 202
7.5.1 姿態(tài)測量誤差源………………………………………………………………… 202
7.5.2 姿態(tài)測量方程誤差……………………………………………………………… 202
7.5.3 姿態(tài)測量精度因子……………………………………………………………… 203
7.6 雙天線(xiàn)GNSS與INS組合姿態(tài)測量………………………………………………… 206
7.6.1 慣性姿態(tài)傳感器組合…………………………………………………………… 206
7.6.2 天線(xiàn)GNSS與INS組合測量…………………………………………………… 208
7.6.3 INS輔助快速確定整周模糊度………………………………………………… 211
7.7 GNSS與其他系統的組合姿態(tài)測量………………………………………………… 215
7.7.1 GNSS與磁強計的組合姿態(tài)測量……………………………………………… 215
7.7.2 GNSS與AHRS的組合姿態(tài)測量……………………………………………… 215
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 215
參考文獻………………………………………………………………………………………… 217