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北斗衛星導航原理與系統 版權信息
- ISBN：9787121410499
- 條形碼：9787121410499 ; 978-7-121-41049-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
北斗衛星導航原理與系統 內容簡介
北斗衛星導航系統是中國自主建設、獨立運營的衛星導航系統，已經被廣泛應用于交通、測繪、航空、航天、航海、農業、水利、救援等領域，在中國的國民經濟和國防安全中發揮著重要作用。本書根據衛星導航系統的基本原理和北斗衛星導航系統的技術文獻，以及衛星導航接收機的結構和特點，在北斗衛星導航原理的基礎上，重點介紹北斗導航電文的組成、北斗接收機的技術指標和軟件接收機的信號處理方法。本書共8章，主要內容包括：緒論、衛星導航系統空間坐標系統與時間系統、衛星的運動與星歷、北斗系統衛星信號、北斗系統定位原理、北斗衛星導航接收機、北斗系統信號的捕獲與跟蹤、GPS系統和其他衛星導航系統等。
北斗衛星導航原理與系統 目錄
目 錄
第1章 緒論 1
1．1 導航的基本概念 1
1．2 導航的分類 1
1．3 導航系統的技術指標 4
1．4 無線電導航定位 5
1．4．1 電磁波 5
1．4．2 電磁波測量原理 8
1．4．3 無線電導航定位方法 12
1．5 北斗衛星導航系統 15
1．5．1 北斗系統的建設和發展 15
1．5．2 北斗系統的組成 16
1．5．3 北斗系統公開服務區 17
1．5．4 北斗系統公開服務性能指標 18
1．5．5 北斗系統應用與產業化 18
習題 20
第2章 空間坐標系統與時間系統 21
2．1 地球的運動 21
2．1．1 地球自轉 22
2．1．2 地球公轉 22
2．1．3 地球自轉角速度和線速度 23
2．1．4 地球公轉特性 24
2．1．5 地球自轉的意義 25
2．1．6 地球公轉的意義 25
2．2 坐標系統 27
2．2．1 天球坐標系 27
2．2．2 地球坐標系 32
2．2．3 國家大地坐標系統 36
2．2．4 北斗坐標系統（BDCS） 39
2．3 時間系統 40
2．3．1 時間的基本概念 40
2．3．2 世界時系統 40
2．3．3 原子時系統 41
習題 44
第3章 衛星的運動與星歷 45
3．1 開普勒三定律 45
3．1．1 開普勒**定律 46
3．1．2 開普勒第二定律 47
3．1．3 開普勒第三定律 47
3．2 衛星運動的軌道參數 48
3．3 二體問題 50
3．3．1 衛星的無攝運動和受攝運動 50
3．3．2 二體問題概述 51
3．3．3 真近點角fs的計算 59
3．4 衛星的位置和運行速度計算 60
3．4．1 衛星位置的計算 60
3．4．2 衛星運行速度的計算 62
3．5 北斗衛星星歷 63
3．5．1 北斗衛星的廣播星歷 64
3．5．2 由廣播星歷計算BDS衛星坐標 65
3．5．3 由廣播歷書計算BDS衛星坐標 68
3．5．4 衛星的精密星歷 69
習題 70
第4章 北斗導航衛星信號 71
4．1 北斗衛星的測距碼 71
4．1．1 偽隨機碼 71
4．1．2 Gold碼 72
4．1．3 BDS測距碼 73
4．2 載波信號 78
4．2．1 信號結構 78
4．2．2 信號特性 78
4．3 導航電文 79
4．3．1 D1導航電文 80
4．3．2 D2導航電文 81
4．3．3 導航電文數據碼糾錯編碼 82
4．3．4 D1導航電文的內容 84
4．3．5 D2導航電文的內容 89
4．4 衛星的信號強度與覆蓋 92
4．4．1 北斗衛星的信號強度 92
4．4．2 BDS衛星對地面的覆蓋 94
習題 97
第5章 北斗系統定位原理 98
5．1 基本概念 99
5．1．1 靜態定位和動態定位 99
5．1．2 絕對定位和相對定位 100
5．1．3 差分定位 100
5．2 偽距法測量 101
5．2．1 偽距的概念 101
5．2．2 偽距測量 102
5．3 偽距觀測方程及定位計算 103
5．3．1 偽距觀測方程的建立和線性化 103
5．3．2 定位計算 104
5．4 載波相位觀測方程 107
5．4．1 載波相位測量原理 107
5．4．2 載波相位觀測方程 108
5．4．3 載波相位觀測的主要問題 109
5．5 觀測衛星的精度 109
5．5．1 北斗系統測量誤差 109
5．5．2 精度因子 112
5．5．3 衛星的幾何分布 113
5．6 BDS相對定位 114
5．6．1 靜態相對定位 115
5．6．2 動態相對定位 117
5．7 差分BDS 118
5．7．1 差分BDS的原理 118
5．7．2 差分BDS的分類 118
5．7．3 位置差分 119
5．7．4 偽距差分 120
5．7．5 載波相位差分 120
習題 121
第6章 北斗衛星導航接收機 123
6．1 衛星導航接收機的組成與功能 123
6．2 北斗接收機的分類 125
6．2．1 按接收機的工作原理分類 125
6．2．2 按服務模式分類 126
6．2．3 按接收機的用途分類 126
6．2．4 按接收機的載波頻率分類 126
6．2．5 按接收機的通道數分類 127
6．3 北斗接收機的主要技術指標 127
6．4 北斗接收機天線 129
6．4．1 微帶天線的特點 129
6．4．2 微帶天線的基本結構 130
6．4．3 微帶天線的圓極化 131
6．5 北斗接收機的前端 132
6．5．1 BDS接收機射頻前端系統結構 133
6．5．2 信噪比 137
6．5．3 信噪系數 137
6．5．4 靈敏度 138
6．6 BDS接收機的信號解調 139
6．6．1 模擬正交解調 139
6．6．2 數字正交解調 140
6．7 BDS接收機設計規范 143
6．7．1 導航型終端 143
6．7．2 測量型終端 144
6．7．3 定時型終端 145
6．7．4 位置報告/短報文型終端 147
習題 149
第7章 北斗系統信號的捕獲與跟蹤 150
7．1 BDS軟件接收機 150
7．2 BDS信號的捕獲 152
7．2．1 BDS信號捕獲原理 152
7．2．2 捕獲關鍵參數分析 154
7．3 捕獲算法 157
7．3．1 串行搜索捕獲算法 157
7．3．2 FFT頻域捕獲算法 158
7．3．3 基于循環相關的快速捕獲算法 160
7．3．4 捕獲算法性能對比 162
7．4 BDS信號的跟蹤 163
7．5 載波跟蹤環 167
7．6 碼跟蹤環 169
7．7 BDS接收機中的跟蹤環 172
7．8 多路徑效應 174
習題 176
第8章 GPS和其他衛星導航系統 177
8．1 GPS 177
8．1．1 GPS的組成 177
8．1．2 GPS的信號 178
8．1．3 GPS的導航電文 180
8．1．4 GPS衛星信號的調制 182
8．1．5 GPS的時間和坐標系統 183
8．1．6 GPS的定位精度 184
8．1．7 廣域差分增強系統 184
8．2 GLONASS 184
8．2．1 GLONASS的組成 185
8．2．2 GLONASS的信號 185
8．2．3 GLONASS的導航電文 186
8．2．4 GLONASS的時間和坐標系統 186
8．2．5 GLONASS的標準精度 187
8．2．6 GLONASS的應用范圍 187
8．3 Galileo系統 188
8．3．1 Galileo系統的組成 188
8．3．2 Galileo系統的信號 189
8．3．3 Galileo系統的服務 190
參考文獻 192
第1章 緒論 1
1．1 導航的基本概念 1
1．2 導航的分類 1
1．3 導航系統的技術指標 4
1．4 無線電導航定位 5
1．4．1 電磁波 5
1．4．2 電磁波測量原理 8
1．4．3 無線電導航定位方法 12
1．5 北斗衛星導航系統 15
1．5．1 北斗系統的建設和發展 15
1．5．2 北斗系統的組成 16
1．5．3 北斗系統公開服務區 17
1．5．4 北斗系統公開服務性能指標 18
1．5．5 北斗系統應用與產業化 18
習題 20
第2章 空間坐標系統與時間系統 21
2．1 地球的運動 21
2．1．1 地球自轉 22
2．1．2 地球公轉 22
2．1．3 地球自轉角速度和線速度 23
2．1．4 地球公轉特性 24
2．1．5 地球自轉的意義 25
2．1．6 地球公轉的意義 25
2．2 坐標系統 27
2．2．1 天球坐標系 27
2．2．2 地球坐標系 32
2．2．3 國家大地坐標系統 36
2．2．4 北斗坐標系統（BDCS） 39
2．3 時間系統 40
2．3．1 時間的基本概念 40
2．3．2 世界時系統 40
2．3．3 原子時系統 41
習題 44
第3章 衛星的運動與星歷 45
3．1 開普勒三定律 45
3．1．1 開普勒**定律 46
3．1．2 開普勒第二定律 47
3．1．3 開普勒第三定律 47
3．2 衛星運動的軌道參數 48
3．3 二體問題 50
3．3．1 衛星的無攝運動和受攝運動 50
3．3．2 二體問題概述 51
3．3．3 真近點角fs的計算 59
3．4 衛星的位置和運行速度計算 60
3．4．1 衛星位置的計算 60
3．4．2 衛星運行速度的計算 62
3．5 北斗衛星星歷 63
3．5．1 北斗衛星的廣播星歷 64
3．5．2 由廣播星歷計算BDS衛星坐標 65
3．5．3 由廣播歷書計算BDS衛星坐標 68
3．5．4 衛星的精密星歷 69
習題 70
第4章 北斗導航衛星信號 71
4．1 北斗衛星的測距碼 71
4．1．1 偽隨機碼 71
4．1．2 Gold碼 72
4．1．3 BDS測距碼 73
4．2 載波信號 78
4．2．1 信號結構 78
4．2．2 信號特性 78
4．3 導航電文 79
4．3．1 D1導航電文 80
4．3．2 D2導航電文 81
4．3．3 導航電文數據碼糾錯編碼 82
4．3．4 D1導航電文的內容 84
4．3．5 D2導航電文的內容 89
4．4 衛星的信號強度與覆蓋 92
4．4．1 北斗衛星的信號強度 92
4．4．2 BDS衛星對地面的覆蓋 94
習題 97
第5章 北斗系統定位原理 98
5．1 基本概念 99
5．1．1 靜態定位和動態定位 99
5．1．2 絕對定位和相對定位 100
5．1．3 差分定位 100
5．2 偽距法測量 101
5．2．1 偽距的概念 101
5．2．2 偽距測量 102
5．3 偽距觀測方程及定位計算 103
5．3．1 偽距觀測方程的建立和線性化 103
5．3．2 定位計算 104
5．4 載波相位觀測方程 107
5．4．1 載波相位測量原理 107
5．4．2 載波相位觀測方程 108
5．4．3 載波相位觀測的主要問題 109
5．5 觀測衛星的精度 109
5．5．1 北斗系統測量誤差 109
5．5．2 精度因子 112
5．5．3 衛星的幾何分布 113
5．6 BDS相對定位 114
5．6．1 靜態相對定位 115
5．6．2 動態相對定位 117
5．7 差分BDS 118
5．7．1 差分BDS的原理 118
5．7．2 差分BDS的分類 118
5．7．3 位置差分 119
5．7．4 偽距差分 120
5．7．5 載波相位差分 120
習題 121
第6章 北斗衛星導航接收機 123
6．1 衛星導航接收機的組成與功能 123
6．2 北斗接收機的分類 125
6．2．1 按接收機的工作原理分類 125
6．2．2 按服務模式分類 126
6．2．3 按接收機的用途分類 126
6．2．4 按接收機的載波頻率分類 126
6．2．5 按接收機的通道數分類 127
6．3 北斗接收機的主要技術指標 127
6．4 北斗接收機天線 129
6．4．1 微帶天線的特點 129
6．4．2 微帶天線的基本結構 130
6．4．3 微帶天線的圓極化 131
6．5 北斗接收機的前端 132
6．5．1 BDS接收機射頻前端系統結構 133
6．5．2 信噪比 137
6．5．3 信噪系數 137
6．5．4 靈敏度 138
6．6 BDS接收機的信號解調 139
6．6．1 模擬正交解調 139
6．6．2 數字正交解調 140
6．7 BDS接收機設計規范 143
6．7．1 導航型終端 143
6．7．2 測量型終端 144
6．7．3 定時型終端 145
6．7．4 位置報告/短報文型終端 147
習題 149
第7章 北斗系統信號的捕獲與跟蹤 150
7．1 BDS軟件接收機 150
7．2 BDS信號的捕獲 152
7．2．1 BDS信號捕獲原理 152
7．2．2 捕獲關鍵參數分析 154
7．3 捕獲算法 157
7．3．1 串行搜索捕獲算法 157
7．3．2 FFT頻域捕獲算法 158
7．3．3 基于循環相關的快速捕獲算法 160
7．3．4 捕獲算法性能對比 162
7．4 BDS信號的跟蹤 163
7．5 載波跟蹤環 167
7．6 碼跟蹤環 169
7．7 BDS接收機中的跟蹤環 172
7．8 多路徑效應 174
習題 176
第8章 GPS和其他衛星導航系統 177
8．1 GPS 177
8．1．1 GPS的組成 177
8．1．2 GPS的信號 178
8．1．3 GPS的導航電文 180
8．1．4 GPS衛星信號的調制 182
8．1．5 GPS的時間和坐標系統 183
8．1．6 GPS的定位精度 184
8．1．7 廣域差分增強系統 184
8．2 GLONASS 184
8．2．1 GLONASS的組成 185
8．2．2 GLONASS的信號 185
8．2．3 GLONASS的導航電文 186
8．2．4 GLONASS的時間和坐標系統 186
8．2．5 GLONASS的標準精度 187
8．2．6 GLONASS的應用范圍 187
8．3 Galileo系統 188
8．3．1 Galileo系統的組成 188
8．3．2 Galileo系統的信號 189
8．3．3 Galileo系統的服務 190
參考文獻 192
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北斗衛星導航原理與系統 作者簡介
范錄宏，博士，電子科技大學信息與通信工程學院副教授，碩士生導師，IEEE會員，中國電子學會會員。長期從事衛星導航與定位、雷達成像等方面的研究工作，曾主持和參與了多項***和省部級科研項目，獲得國家發明專利5項，在國內外學術刊物和會議上發表學術論文十多篇。講授研究生課程“衛星導航原理與應用”和本科生課程“導航與定位技術”多年。
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