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[美]格里森(Scott Gleason)、加布雷格齐亚布泽尔(Demoz Gebre-Egziabher) 著; 杨东凯 译 / 电子工业出版社 / 2011-09 / 平装
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GNSS应用与方法
《GNSS应用与方法》系统介绍GNSS(全球导航卫星系统)的应用及其方法,全书共17章:第1~5章讲述GNSS导航的基础知识,如GNSS信号捕获和跟踪,GNSS位置、速度和时间(PVT)估计,差分GPS技术和算法等,其中包括位置和速度应用的GNSS测量模拟器演示以及一个完整的GPS软件接收机实现;第6~16章深入阐述GNSS与其他导航系统(如惯性导航器、LADAR、各种射频测量、罗兰系统等)的组合,以及GNSS在航空航天、室内和弱信号导航、掩星、大地测量、环境遥感等领域的应用;第17章是针对GPS开发的新导航信号和未来系统的概述。
本书由本领域的知名专家学者撰写,内容丰富,体系完整,各章均包含实际应用案例,并在随书附带的DVD光盘中提供了相应的程序代码,便于读者亲自动手操作和练习。
第1章全球卫星导航系统:现在与未来(1)1.1引言(1)1.1.1当前和计划中的GNSS星座(1)1.1.2GNSS用户架构(2)1.1.3当前的GNSS应用(4)1.1.4定位性能评估(6)1.2GNSS信号的改进(6)1.2.1增加的GPS频率(6)1.2.2高精度测距(7)1.2.3更长的测距码(7)1.2.4更高的传输功率水平(8)1.3先进的接收机技术(8)1.3.1传统接收机(8)1.3.2基于FPGA的接收机(9)1.3.3软件定义的GNSS接收机(9)1.4路线图:如何使用本书(10)1.5扩展阅读(14)参考文献(14)第2章GNSS信号的捕获与跟踪(15)2.1引言(15)2.2GNSS信号的背景(15)2.2.1BOC信号调制(16)2.2.2PRN码(17)2.3PSK信号的搜索(18)2.4PSK信号的跟踪(23)2.4.1锁相环(PLL)(23)2.4.2锁频环(FLL)(24)2.4.3延迟锁定环(DLL)(25)2.5BOC信号的搜索(27)2.6BOC信号的跟踪(29)2.6.1利用单边带(SSB)技术的BOC信号跟踪(30)2.6.2利用多门鉴别器(MGD)的BOC信号跟踪(30)2.6.3利用碰撞与跳跃(BJ)算法的BOC信号跟踪(32)2.6.4利用双重估计器(DE)的BOC信号跟踪(32)参考文献(36)第3章GNSS导航:对位置、速度和时间的估计(38)3.1概述(38)3.2位置、速度、时间(PVT)估计(38)3.2.1估计接收位置和时钟偏差(39)3.2.2电离层误差的影响(42)3.2.3卫星用户几何结构的影响(DOP)(43)3.2.4估计接收机速度和时钟漂移(44)3.2.5估计时间(45)3.2.6使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)的PVT估计(45)3.2.7通过载波相位定位增强精度(46)3.2.8误差源(46)3.3GNSS模拟器(47)3.3.1GNSS模拟器的测量细节(47)3.3.2GNSS模拟器接口文件(49)3.3.3后处理GNSS模拟器输出文件(50)3.4GNSS模拟器实例(50)3.4.1例1:简单的导航(50)3.4.2例2:目的地之间移动(52)3.4.3例3:FlightGear航点导航(54)3.4.4例4:双频计算(55)3.4.5例5:增加Galileo卫星(57)3.4.6例6:基于航天器的接收机(58)3.5总结(59)3.6DVD中提供的程序与工具(59)参考文献(60)第4章差分GNSS:准确性与完好性(61)4.1DGNSS简介(61)4.2差分GNSS的基本原理(61)4.2.1误差来源与空间关联度(62)4.2.2局域/区域DGNSS改正数和DGNSS网络(65)4.2.3DGNSS改正数的分发方法(66)4.2.4DGNSS改正数的延迟管理(67)4.3DGNSS完好性威胁和抑制(68)4.3.1完好性威胁和GNSS故障(68)4.3.2DGNSS系统故障造成的完好性威胁(76)4.3.3信号传播异常导致的完好性威胁(76)4.4总结(80)4.5DVD中提供的数据(81)参考文献(81)第5章GPS软件接收机(86)5.1引言和背景(86)5.2许可、开发环境和开发工具(86)5.2.1许可(86)5.2.2GNU/Linux操作系统(87)5.2.3微软Windows系统(87)5.2.4苹果MacOSX系统(87)5.2.5显示接收机输出(87)5.3示例数据集(88)5.3.1数据集1(88)5.3.2数据集2,与WAAS修正数据一起使用(89)5.4fastgps软件接收机的使用(89)5.4.1配置文件(90)5.4.2输出文件(92)5.5fastgps软件接收机的结构(94)5.5.1定时和时钟管理(94)5.5.2主处理循环(95)5.5.3捕获(96)5.5.4跟踪(98)5.5.5导航(101)5.6对未来改进的建议(103)5.7扩展阅读(104)参考文献(104)第6章GNSS和INS的组合:第一部分(106)6.1引言(106)6.2惯性导航(107)6.2.1惯性传感器(107)6.2.2坐标系(107)6.2.3动力学方程(108)6.2.4系统初始化(111)6.2.5INS误差模型(112)6.3GNSS/INS组合的概念(113)6.3.1GNSS/INS组合的动机(113)6.3.2组合结构概述(113)6.3.3GNSS/INS松组合(114)6.3.4GNSS/INS紧组合(115)6.3.5GNSS/INS深组合(116)6.4滤波/估计算法(117)6.4.1GNSS/INS扩展卡尔曼滤波器(EKF)概述(117)6.4.2GNSS/INS系统的时间演化(119)6.5GNSS/INS组合的实现(120)6.5.1IMU传感器误差模型(120)6.5.2GNSS/INS组合:分步步骤(122)6.6实际考虑的因素(123)6.6.1杠杆臂(123)6.6.2时间要求(123)6.7总结和扩展阅读(124)参考文献(124)第7章GNSS和INS的组合:第二部分(127)7.1引言(127)7.2案例1:低成本GNSS/INS组合导航仪(127)7.3案例2:车辆侧滑估计(130)7.3.1动机(130)7.3.2可观测性(132)7.4案例3:INS辅助高精度GNSS(133)7.4.1GNSS模糊度解析概述(133)7.4.2INS模糊度解析的优点(134)7.5软件示例(135)参考文献(135)第8章LADAR、INS和GNSS组合导航(137)8.1引言(137)8.2基于LADAR的TERRAIN组合方法(137)8.3基于LADAR的地形参考位置估计(140)8.3.1位置估计和表面SSE(140)8.3.2穷举网格搜索(142)8.3.3基于梯度的搜索(143)8.4惯性速度误差的估计(145)8.5TERRAIN系统性能的案例研究(145)8.5.1个案研究Ⅰ——通用定位系统(145)8.5.2个案研究Ⅱ—精密进近引导系统(147)参考文献(151)第9章GNSS与射频系统结合(152)9.1定位系统备选方案(152)9.2RF定位类型和分类(153)9.2.1接近(proximity)定位(155)9.2.2无线电测向(DF)和到达角(AOA)定位(156)9.2.3使用多普勒频率定位(158)9.2.4使用信号强度的位置估计(160)9.2.5用时间、相位和到达时间差(TOA、POA和TDOA)定位(161)9.3估计方法(163)9.3.1用三角测量作确定性估计(163)9.3.2用最近邻法作确定性估计(165)9.3.3基于非测距的位置估计(167)9.3.4使用质心/中心的概率估计(167)9.3.5贝叶斯状态估计(168)9.4组合方法(169)9.4.1最小二乘组合(169)9.4.2卡尔曼滤波组合(169)9.4.3语境处理(170)9.5系统实例(170)9.5.1伪卫星(170)9.5.2伪同步(171)9.5.3自同步网络(171)9.5.4GPS和相对导航(171)9.5.5基于电视的定位(172)9.5.6蜂窝定位系统和GNSS的组合(173)9.6DVD中包含的例子(173)9.7扩展阅读(174)参考文献(174)第10章航空应用(178)10.1引言(178)10.2航空增强系统的分类(178)10.3GPS及其增强系统对航空用户的优势(179)10.3.1海上飞行(179)10.3.2陆上飞行:途中导航、终端导航和非精密进近(180)10.3.3精密进近和着陆(180)10.4GNSS航空导航的未来(181)10.4.1GNSS现代化(181)10.4.2下一代空中交通管理系统(NextGen)(182)10.4.3航空导航能力备份(182)10.5航空增强系统的功能(183)10.5.1增强系统的性能要求(183)10.5.2正常情况下的误差限(184)10.5.3异常情况下的误差限(186)10.5.4监测(189)10.6结论(191)10.7扩展阅读(192)参考文献(192)第11章GNSS与罗兰系统组合(196)11.1引言(196)11.2罗兰概述(196)11.2.1罗兰C(196)11.2.2eLoran(197)11.3工作原理(198)11.4GNSS/Loran组合的历史原因(200)11.5组合方案(201)11.5.1位置域组合(201)11.5.2距离域组合(202)11.5.3DéjàVu导航:距离域组合案例(205)11.5.4距离域组合的完好性(207)11.5.5用于罗兰完好性的准确度改进(208)11.5.6跟踪环域组合(208)11.6结论(209)参考文献(209)第12章室内和弱信号导航(211)12.1引言(211)12.2与微弱信号处理相关的注意事项(212)12.2.1弱信号捕获(213)12.2.2时钟稳定性和积分时间(214)12.2.3弱信号跟踪(214)12.2.4互相关和干扰信号(215)12.2.5多径抑制(215)12.2.6未来GNSS的好处(217)12.3辅助的可能性和支持系统(217)12.3.1辅助(217)12.3.2GNSS支持系统(218)12.4弱信号条件下的导航算法(219)12.4.1用户运动的约束(220)12.4.2地图匹配(220)12.4.3自适应算法(221)12.5质量和完好性监测(221)12.5.1完好性监测简介(221)12.5.2可靠性测试(222)12.5.3加权最小二乘法(223)12.5.4残差和冗余(224)12.5.5全局测试(224)12.5.6局部测试(225)12.5.7零假设和备择假设(226)12.5.8用于故障检测与排除的参数(227)12.5.9多个异常(227)12.5.10卡尔曼滤波中的故障检测与排除(228)12.5.11质量控制(228)12.5.12质量控制的实际考虑(229)12.6DVD中包含的例子(230)12.6.1例1:弱信号捕获(230)12.6.2例2:故障检测与排除(233)12.7总结(234)12.8扩展阅读(234)参考文献(234)第13章空间应用(238)13.1引言(238)13.2操作注意事项(238)13.2.1航天器速度(238)13.2.2轨道几何结构(239)13.2.3天线方向(240)13.2.4体积和功率(240)13.2.5多径(240)13.2.6信号强度(241)13.2.7环境(241)13.3应用(242)13.3.1精密定轨(242)13.3.2实时导航(242)13.3.3编队飞行和近距离作业(243)13.3.4遥感(244)13.3.5定姿(244)13.3.6高轨GNSS(245)13.3.7发射、入轨和着陆(245)13.4GNSS现代化(246)13.5例子:处理来自GRACE卫星的原始测量数据(246)13.6总结(248)参考文献(248)第14章大地测量和测量学(251)14.1背景介绍(251)14.1.1GNSS测量技术(251)14.1.2GNSS大地测量(253)14.2技术概述(253)14.2.1GNSS大地测量和测量学的数据模型和处理策略(253)14.2.2数学模型(254)14.2.3基线处理(256)14.2.4定位的网络处理(259)14.3GNSS地面设施——连续运行参考站(CORS)网络(259)14.3.1IGS基础设施(260)14.3.2国家CORS基础设施(263)14.4测量和大地测量应用及运行模式(265)14.4.1GNSS测量技术(265)14.4.2GNSS大地测量(268)14.5未来:下一代GNSS(271)14.5.1更多卫星和信号的好处(271)14.5.2GNSS基础设施的提高(272)14.5.3应用和未来(273)参考文献(273)第15章使用GNSS掩星的大气遥感(276)15.1引言(276)15.2掩星测量(277)15.3大气反演(279)15.3.1弯曲角度廓线推导(279)15.3.2电离层校正(280)15.3.3大气廓线的推导(281)15.4天气和气候应用(283)15.5最新进展(283)15.6DVD中包含的脚本和数据(285)15.7扩展阅读(286)参考文献(286)第16章基于双基GNSS反射信号的遥感(289)16.1引言(289)16.1.1传统遥感技术的一般性讨论(289)16.1.2利用GNSS反射信号的遥感技术(290)16.2反射几何关系(291)16.2.1表面反射点位置的估计(291)16.2.2延迟和多普勒在表面的分布(291)16.3信号处理(293)16.3.1检测和表面映射(293)16.3.2平均连续相关(294)16.3.3延迟波形与延迟多普勒图(295)16.4遥感理论(297)16.4.1双基表面散射(297)16.4.2双基雷达散射截面(298)16.4.3海面建模(299)16.4.4双基陆地散射(300)16.4.5海冰的双基散射(301)16.5海面测高(301)16.5.1动机(302)16.5.2机载测高(302)16.5.3空间GNSS海洋测高(303)16.6海风及海浪遥感(304)16.6.1飞机上的海风及海浪测量(304)16.6.2航天器上的海浪遥感(305)16.7GNSS双基陆地与冰块遥感(307)16.7.1GNSS陆地反射的历史与应用(307)16.7.2航天器检测到的地面反射(307)16.7.3GNSS冰面反射的历史与应用(309)16.7.4航天器检测到的海冰反射(309)16.8DVD上提供的数据(312)16.8.1镜面反射点计算脚本(313)16.8.2表面散射模型(313)16.8.3航天器数据和处理工具(313)16.9扩展阅读(313)参考文献(314)第17章发展中的新导航信号和未来系统(317)17.1GNSS的历史(317)17.1.1GPS(317)17.1.2卫星载波信号的调制(318)17.2发展的目的(318)17.2.1Galileo运行的主要概念(319)17.3新调制策略(320)17.3.1现有的扩谱符号——BPSK调制(320)17.3.2二进制偏置载波(BOC)调制(322)17.3.3多路复用BOC调制(328)17.3.4复合BOC调制(329)17.3.5时分多路BOC调制(331)17.3.6其他扩频符号调制方案(332)17.3.7交替BOC(AltBOC)调制(334)17.4信号多路复用技术(336)17.4.1QPSK(337)17.4.2Interplex(337)17.4.3其他技术(338)17.5干扰(338)17.5.1性能指标(339)17.5.2频谱分离系数(SSC)(341)17.6建议的系统和信号特性列表(345)17.6.1全球CDMA卫星导航系统I:GPS(345)17.6.2全球CDMA卫星导航系统Ⅱ:Galileo(347)17.6.3全球CDMA卫星导航系统Ⅲ:Compass(348)17.7总结(348)参考文献(349)作者简介(350)
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开播时间:09月02日 10:30