GPS原理與應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《GPS原理與應(yīng)用（第2版）》系統(tǒng)、深入地闡述了GPS的發(fā)展背景、基本原理、系統(tǒng)構(gòu)成、信號(hào)特性、接收機(jī)信號(hào)處理、信道惡化及抗干擾、GPS性能評(píng)估、差分技術(shù)、與其它傳感器的組合和網(wǎng)絡(luò)輔助、GALILEO及其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GNSS市場(chǎng)和應(yīng)用。本書(shū)內(nèi)容豐富，實(shí)用性強(qiáng)，理論分析清楚，工程示例翔實(shí)，充分反映了近年來(lái)的新技術(shù)和新成果，是衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的一本優(yōu)秀參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

作者:(美)kaplan

書(shū)籍目錄

第1章緒論 1.1引言 1.2GPS計(jì)劃簡(jiǎn)史 1.3GPS概述 1.4GPS現(xiàn)代化計(jì)劃 1.5GALILEO衛(wèi)星系統(tǒng) 1.6俄羅斯GLONASS系統(tǒng) 1.7中國(guó)北斗系統(tǒng) 1.8各種增強(qiáng)措施 1.9市場(chǎng)與應(yīng)用 1.10本書(shū)的組織 參考文獻(xiàn) 第2章衛(wèi)星導(dǎo)航原理 2.1利用到達(dá)時(shí)間測(cè)量值測(cè)距的原理 2.2參考坐標(biāo)系 2.3衛(wèi)星軌道的基礎(chǔ)知識(shí) 2.4利用偽隨機(jī)噪聲碼確定位置 2.5求解用戶的速度 2.6時(shí)間和GPS 參考文獻(xiàn) 第3章GPS系統(tǒng)的段 3.1GPS系統(tǒng)概述 3.2空間段描述 3.3控制段 3.4用戶段 參考文獻(xiàn) 第4章GPS衛(wèi)星信號(hào)的特性 4.1概述 4.2衛(wèi)星導(dǎo)航中的調(diào)制 4.3傳統(tǒng)GPS信號(hào) 4.4導(dǎo)航電文格式 4.5現(xiàn)代化的GPS信號(hào) 4.6總結(jié) 參考文獻(xiàn) 第5章衛(wèi)星信號(hào)的捕獲、跟蹤與數(shù)據(jù)解調(diào) 5.1概述 5.2GPS接收機(jī)的碼和載波跟蹤 5.3載波跟蹤環(huán) 5.4碼跟蹤環(huán) 5.5環(huán)路濾波器 5.6測(cè)量誤差和跟蹤門限 5.7偽距、Δ偽距和積分多普勒的形成 5.8信號(hào)捕獲 5.9接收機(jī)初始工作的順序 5.10數(shù)據(jù)解調(diào) 5.11特殊的基帶功能 5.12數(shù)字處理的使用 5.13關(guān)于室內(nèi)應(yīng)用 5.14無(wú)碼與半無(wú)碼處理 參考文獻(xiàn) 第6章干擾、多徑和閃爍 6.1概述 6.2射頻干擾 6.3多徑 6.4電離層閃爍 參考文獻(xiàn) 第7章獨(dú)立式GPS的性能 7.1引言 7.2測(cè)量誤差 7.3PVT估計(jì)概念 7.4GPS可用性 7.5GPS完好性 7.6連續(xù)性 7.7測(cè)得的性能 參考文獻(xiàn) 第8章差分GPS 8.1引言 8.2GPS誤差的空間和時(shí)間相關(guān)特性 8.3基于碼的技術(shù) 8.4基于載波的技術(shù) 8.5電文格式 8.6實(shí)例 參考文獻(xiàn) 第9章GPS與其他傳感器的組合及網(wǎng)絡(luò)輔助 9.1概述 9.2GPS/慣性導(dǎo)航組合 9.3陸路車輛系統(tǒng)中的傳感器組合 9.4網(wǎng)絡(luò)輔助 參考文獻(xiàn) 第10章伽利略系統(tǒng) 10.1GALILEO計(jì)劃的目的 10.2GALILEO服務(wù)與性能 10.3GALILEO頻率規(guī)劃和信號(hào)設(shè)計(jì) 10.4GPS與GALILEO的互操作 10.5系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 10.6GALILEOSAR體系結(jié)構(gòu) 10.7GALILEO開(kāi)發(fā)計(jì)劃 參考文獻(xiàn) 第11章其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 11.1俄羅斯GLONASS系統(tǒng) 11.2中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 11.3日本QZSS計(jì)劃 致謝 參考文獻(xiàn) 第12章GNSS的市場(chǎng)和應(yīng)用 12.1GNSS：基于使能技術(shù)的綜合市場(chǎng) 12.2GNSS民用導(dǎo)航應(yīng)用 12.3測(cè)繪、地圖繪制和地理信息系統(tǒng)中的GNSS 12.4基于GNSS產(chǎn)品的娛樂(lè)市場(chǎng) 12.5GNSS時(shí)間傳遞 12.6差分應(yīng)用和服務(wù) 12.7GNSS和遠(yuǎn)程信息系統(tǒng)及LBS 12.8GNSS的創(chuàng)造性應(yīng)用 12.9政府和軍事應(yīng)用 12.10特定市場(chǎng)的用戶設(shè)備需求 12.11GNSS行業(yè)的財(cái)務(wù)預(yù)測(cè) 參考文獻(xiàn) 附錄A最小二乘和加權(quán)最小二乘估計(jì) 附錄B頻率源穩(wěn)定度的測(cè)量方法 附錄C自由空間傳播損耗 索引

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   第3章GPS系統(tǒng)的段 3.1 GPS系統(tǒng)概述 全球定位系統(tǒng)（GPS）由3個(gè)段組成：衛(wèi)星星座、地面控制／監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和用戶接收設(shè)備。GPS聯(lián)合計(jì)劃辦公室（JPO）對(duì)這些組成部分的正式計(jì)劃性術(shù)語(yǔ)分別是空間、控制和用戶設(shè)備區(qū)段。衛(wèi)星星座包括在軌衛(wèi)星，它們向用戶設(shè)備提供測(cè)距信號(hào)和數(shù)據(jù)電文?？刂贫危–S）對(duì)空間的衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤和維護(hù)，CS監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的健康狀況和信號(hào)的完好性，并維持衛(wèi)星的軌道布局。此外，CS更新衛(wèi)星的時(shí)鐘校正量和星歷，以及其他許多對(duì)確定用戶位置、速度和時(shí)間（PVT）至關(guān)重要的參數(shù)。最后，用戶接收機(jī)設(shè)備（即用戶段）完成導(dǎo)航、授時(shí)和其他有關(guān)的功能（例如測(cè)繪）。下面首先對(duì)每個(gè)系統(tǒng)段進(jìn)行概述，然后從3.2節(jié)開(kāi)始對(duì)每個(gè)系統(tǒng)段做進(jìn)一步敘述。 3.1.1空間段概述 空間段即衛(wèi)星星座，用戶根據(jù)該星座的衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)距測(cè)量?？臻g飛行器（SV，即衛(wèi)星）發(fā)射進(jìn)行測(cè)距測(cè)量的PRN碼信號(hào)。GPS系統(tǒng)對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是無(wú)源系統(tǒng)，即GPS系統(tǒng)只發(fā)射信號(hào)，而用戶只接收信號(hào)。所以，可以有無(wú)數(shù)的用戶同時(shí)使用GPS系統(tǒng)。衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距信號(hào)由包含衛(wèi)星位置信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。衛(wèi)星包括有效載荷和飛行器控制子系統(tǒng)。最主要的有效載荷是導(dǎo)航載荷，用于GPS PVT任務(wù)；其他有效載荷包括核爆炸檢測(cè)系統(tǒng)（NUDET），用于檢測(cè)和報(bào)告基于地球的輻射現(xiàn)象。飛行器控制子系統(tǒng)完成諸如維持衛(wèi)星指向地球、太陽(yáng)能板指向太陽(yáng)等功能。 3.1.2控制段概述 控制段（CS）負(fù)責(zé)維護(hù)衛(wèi)星和維持其正常功能，包括將衛(wèi)星保持在正確的軌道位置（稱為位置保持）和監(jiān)測(cè)衛(wèi)星子系統(tǒng)的健康與狀況。CS也監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池、電池的功率電平以及用于機(jī)動(dòng)的推進(jìn)燃料量。此外，CS還激活備份衛(wèi)星（如果可用）以維持系統(tǒng)的可用性。CS至少每天更新一次每顆衛(wèi)星的時(shí)鐘、星歷和歷書(shū)，以及在導(dǎo)航電文中的其他指示量。當(dāng)需要提高導(dǎo)航精度的時(shí)候，更新將更加頻繁（頻繁的時(shí)鐘和星歷更新降低了由空間和控制因素所產(chǎn)生的測(cè)距誤差。 在3.3.1.4節(jié)和7.2節(jié)中，將進(jìn)一步詳細(xì)地介紹頻繁的時(shí)鐘和星歷更新的影響）。 星歷參數(shù)是對(duì)GPS衛(wèi)星軌道的精密擬合，對(duì)于每天一次的常規(guī)上行加載時(shí)問(wèn)表，只在4 h的間隔內(nèi)有效。根據(jù)不同的衛(wèi)星批號(hào)，導(dǎo)航電文數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)從最短14天到最長(zhǎng)210天的期限，對(duì)于不頻繁的每?jī)芍芤淮蔚纳陷d，擬合間隔為4或6 h；如果超過(guò)兩周不能上載，擬合間隔為6 h以上。歷書(shū)是星歷參數(shù)的一個(gè)簡(jiǎn)化的子集，其精度也要低一些。歷書(shū)由15個(gè)星歷軌道參數(shù)中的7個(gè)組成。歷書(shū)數(shù)據(jù)用來(lái)預(yù)測(cè)近似的衛(wèi)星位置，并輔助對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的捕獲。此外，cs判定衛(wèi)星的異常，控制SA和AS，并在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)站進(jìn)行偽距和載波相位測(cè)量，以確定星鐘改正數(shù)、歷書(shū)和星歷。為完成上述功能，控制段由3個(gè)不同的物理部分組成：主控站（MCS）、監(jiān)測(cè)站和地面天線。

編輯推薦

《GPS原理與應(yīng)用(第2版)》可以作為衛(wèi)星導(dǎo)航定位及相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師、算法設(shè)計(jì)師、軟硬件工程師和科技工作者的業(yè)務(wù)工具書(shū)，也可作為高校相關(guān)專業(yè)教師和研究生教學(xué)的教材和參考書(shū)。

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