全球定位系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書全面地介紹了GPS，包括系統(tǒng)、信號(hào)、接收機(jī)、測(cè)量，以及用以估算位置、速度和時(shí)間的算法。全書分為四部分：第一部分介紹全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架，包括坐標(biāo)系、時(shí)基參考和衛(wèi)星軌道，并概述GPS、GLONASS和Galile0系統(tǒng)；第二部分描述GPS的重要技術(shù)——位置、速度和時(shí)間估算；第三部分討論富于創(chuàng)意的GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)；第四部分闡述從信號(hào)中提取有用測(cè)量量的處理技術(shù)，并探討射頻干擾和信號(hào)阻隔所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。本書所附光盤包含有在世界各地采集的GPS數(shù)據(jù)，學(xué)生可用此數(shù)據(jù)進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。章后提供配套習(xí)題，要求學(xué)生通過(guò)MATLAB編程來(lái)分析GPS數(shù)據(jù)。    本書可作為工科專業(yè)高年級(jí)或研究生的教科書，也可作為應(yīng)用工程師的自學(xué)教程。

作者簡(jiǎn)介

Pratap Misra博士：美國(guó)麻省理工大學(xué)林肯實(shí)驗(yàn)室資深專家，導(dǎo)航學(xué)會(huì)會(huì)員。
　　Per Bnge博士：美國(guó)斯坦福大學(xué)航空航天系教授，斯坦福大學(xué)定位導(dǎo)航與時(shí)問(wèn)中心主任，2000年躁“對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的重大貢獻(xiàn)”獲導(dǎo)航學(xué)會(huì)開普勒獎(jiǎng)，導(dǎo)航學(xué)會(huì)會(huì)員，IEEE Fellow，美國(guó)國(guó)家；工種院院士

書籍目錄

第一部分　基礎(chǔ)　第1章  引言  　1.1　導(dǎo)航簡(jiǎn)史　  1.2　無(wú)線電導(dǎo)航方法　  1.3　無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)　  1.4　小結(jié)　  習(xí)題　  參考文獻(xiàn)　第2章　GPS在2005：概述  　2.1　目標(biāo)、政策和現(xiàn)狀　  2.2　系統(tǒng)總體架構(gòu)　  2.3　信號(hào)　  2.4　接收機(jī)、測(cè)量和性能　  2.5　差分GPS（DGPS）　  2.6　民事應(yīng)用　  2.7　GPS概覽　  2.8　小結(jié)　  習(xí)題　  參考文獻(xiàn)　第3章　未來(lái)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)　  3.1　性能特點(diǎn)　  3.2　頻率分配　  3.3　擴(kuò)頻碼和測(cè)距信號(hào)　  3.4  GPS的現(xiàn)代化　  3.5  GLONASS　  3.6  Galileo　  3.7  GPS、GLONASS和Galileo 3個(gè)系統(tǒng)的兼容性和互操作性　  3.8  GPS、GLONASS和Galileo 3個(gè)系統(tǒng)聯(lián)合星座的性能　  3.9  小結(jié)  　習(xí)題　  參考文獻(xiàn)　第4章  GPS坐標(biāo)系、參考時(shí)和軌道　  4.1　全球坐標(biāo)系　  4.2　時(shí)間參考和GPS時(shí)　  4.3  GPS軌道和衛(wèi)星位置的確定　  4.4  GPS衛(wèi)星星座及其能見性展示　  4.5  小結(jié)　  附錄4.A　坐標(biāo)變換　  習(xí)題　  參考文獻(xiàn)第二部分　位置、速度和時(shí)間估算　第5章　GPS測(cè)量和誤差源　  5.1　測(cè)量模型　  5.2　控制段誤差：衛(wèi)星時(shí)鐘和星歷　  5.3　信號(hào)傳播?；`差　  5.4　測(cè)量誤差　  5.5　用戶距離誤差（URE）  　5.6　測(cè)量誤差：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)　  5.7　碼和載波組合測(cè)量　  5.8　減小誤差：差分GPS（DGPS）　  5.9　小結(jié)　  習(xí)題　  參考文獻(xiàn)　第6章　PVT估算　  6.1　基于偽距的位置估算　  6.2　由偽距變化率求位置和速度　  6.3　時(shí)間傳遞　  6.4　小結(jié)　  附錄6.A　參數(shù)計(jì)算　  習(xí)題  　參考文獻(xiàn)　第7章　基于載波相位的精密定位  　7.1　載波相位和整周模糊度求解：一個(gè)簡(jiǎn)單的模型　  7.2　載波相位測(cè)量與精密定位　  7.3　多余參數(shù)的消除　  7.4　整周模糊度逐一計(jì)算　  7.5　模糊度成組求解　  7.6　精密單點(diǎn)定位   ……第三部分  GPS信號(hào)　第8章  信號(hào)與線性系統(tǒng)　第9章  GPS信號(hào)　第10章  信噪比和測(cè)距精度第四部分  接收機(jī)　第11章  信號(hào)調(diào)整和捕捉　第12章  信號(hào)的跟蹤　第13章  應(yīng)對(duì)射頻干擾及信號(hào)阻塞附錄A  光盤上的GPS數(shù)據(jù)集術(shù)語(yǔ)索引

章節(jié)摘錄

　　第1章 引言　　1.1　導(dǎo)航簡(jiǎn)史　　1.1.1　經(jīng)度和時(shí)間　　1.1.2　天文方法　　1.1.3　20世紀(jì)的發(fā)展：慣性導(dǎo)航和無(wú)線電　　1.2　無(wú)線電導(dǎo)航方法　　1.2.1　三邊測(cè)量法　　1.2.2　雙曲線定位　　1.2.3　多普勒定位　　1.3　無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)　　1.3.1　地面無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)：Loran和Omega　　1.3.2　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：子午儀、GPS和GNSS　　1.4 小結(jié)　　習(xí)題　　參考文獻(xiàn)　　按照Bowditch（1802）的說(shuō)法，麥哲倫在其1519年的環(huán)球航行中，裝備有“海圖、地球儀、木制和金屬制的測(cè)繪儀、木與青銅制的四分儀、指南針、磁針、沙漏和時(shí)鐘，以及航行日志”。利用這些儀器和出色的個(gè)人技能，麥哲倫能估算出航行速度、方向和緯度，但不能估算出經(jīng)度。250年之后，海員們才能在海上確定經(jīng)度。又經(jīng)過(guò)了200年，即到了20世紀(jì)末期，人們已能夠即時(shí)、連續(xù)、便宜、容易地精確估算出位置、速度和時(shí)間，這全要感謝GPS?！　PS代表著多項(xiàng)成熟于20世紀(jì)后半期并組合在一起的技術(shù)成果。其中，穩(wěn)定的空間平臺(tái)、超穩(wěn)定原子頻率標(biāo)準(zhǔn)、擴(kuò)頻信號(hào)和微電子技術(shù)，是GPS實(shí)現(xiàn)和成功的關(guān)鍵。這些技術(shù)用來(lái)實(shí)施古老的“三邊測(cè)量法”定位，即通過(guò)測(cè)量到已知點(diǎn)的距離進(jìn)行定位。　　本章中，我們?cè)噲D將GPS置于導(dǎo)航系統(tǒng)的歷史中來(lái)描述。1.1節(jié)將簡(jiǎn)述跨越千年的導(dǎo)航發(fā)展歷程，終點(diǎn)是慣性導(dǎo)航和本書關(guān)注的無(wú)線電導(dǎo)航；1.2節(jié)側(cè)重于無(wú)線電導(dǎo)航的基本原理；1.3節(jié)將敘述地面和衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航在二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后的發(fā)展。　　1.1 導(dǎo)航簡(jiǎn)史　　我們從簡(jiǎn)要討論以下3個(gè)領(lǐng)域開始。雖然這3個(gè)領(lǐng)域初看起來(lái)互不相關(guān)，但事實(shí)上，無(wú)論是在古代還是在現(xiàn)在，它們都是定位和導(dǎo)航系統(tǒng)的心臟?！　　ご蟮販y(cè)量學(xué)，研究地球的大小和形狀，以及地表測(cè)繪?！　　び?jì)時(shí)（或測(cè)時(shí)法，測(cè)量時(shí)間的藝術(shù)和科學(xué)）。　　·天文學(xué)（以及20世紀(jì)的航天學(xué)，太空飛行的科學(xué)與技術(shù)）。

編輯推薦

　　《全球定位系統(tǒng)信號(hào)、測(cè)量與性能（第2版）》所附光盤包含全球多個(gè)地點(diǎn)的GPS數(shù)據(jù)集，學(xué)生可用此數(shù)據(jù)進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)。章后提供配套習(xí)題，要求學(xué)生通過(guò)MATLAB編程來(lái)分析GPS數(shù)據(jù)。

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