{RT}GNSS完好性监测及辅助性能增强技术-战兴群,苏先礼 科学出版社 97870304 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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战兴群，苏先礼 著

图书标签:

• GNSS
• 完好性监测
• 性能增强
• 导航定位
• 卫星导航
• RT
• GNSS
• 苏先礼
• 战兴群
• 科学出版社
• 定位技术

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030483072

商品编码：29735204793

包装：平装

出版时间：2016-05-01

图书基本信息
图书名称	GNSS完好性监测及辅助性能增强技术	作者	战兴群,苏先礼
定价	89.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030483072	出版日期	2016-05-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装

内容简介

本书全面分析了GNSS完好性的根源和本质；深入研究了解决GNSS完好性问题的途径和方法；从全局高度提出了三级GNSS完好性监测的完整理论体系，构建了GNSS完好性监测综合评估系统架构，分别应用质量控制理论、信号分析理论和一致性检测理论实现全球系统级星座完好性监测、区域增强级信息完好性监测和终端应用级用户完好性监测；提出了基于质量控制的GNSS星座完好性综合评估方法；设计和实现了GNSS信号质量伺服天线跟踪监测系统；改进了快速*抽样一致完好性监测方法；在GNSS完好性监测性能增强技术研究方面着重分析了终端用户接收机在有其他冗余信息可进行差分时的GNSS完好性监测方法及辅助性能增强技术；同时也开展了GNSS姿态测量领域的完好性监测研究。

作者简介

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目录

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编辑推荐

导语_点评_推荐词

文摘

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序言

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导航的守护者： GNSS完好性监测与性能增强的理论与实践 在现代社会，全球导航卫星系统（GNSS）已渗透到我们生活的方方面面，从日常出行、航空航海，到精密农业、自动驾驶，无处不在。然而，GNSS信号的脆弱性以及可能面临的各类干扰和威胁，使得其提供的定位、导航和授时（PNT）服务的“完好性”成为至关重要的考量。“完好性”是指用户能够确信其接收到的GNSS信息是准确且可靠的，尤其是在高风险应用中，任何微小的误差都可能导致灾难性的后果。 本书正是聚焦于GNSS完好性监测与辅助性能增强这一关键领域，旨在为读者提供一个全面、深入且具有实践指导意义的理论框架和技术体系。我们将从 GNSS 系统的基本原理出发，逐步深入到完好性监测的各个层面，并详细阐述如何通过各种技术手段来辅助提升 GNSS 服务的可用性和可靠性。 第一部分：GNSS基础理论与完好性概念解析 在正式探讨完好性监测之前，我们有必要回顾 GNSS 系统的基本工作原理，包括其星座构成、信号传播、用户接收机的工作流程等。理解这些基础知识，是理解后续完好性问题的根源。我们将详细介绍当前主流的 GNSS 系统，如 GPS、GLONASS、Galileo 和 BeiDou，阐述它们在信号体制、轨道设计、用户接口等方面的特点。 随后，本书将着重引入“完好性”这一核心概念。我们将从不同应用场景的需求出发，定义完好性所包含的多个维度，例如： 准确性 (Accuracy)：用户位置、速度、时间信息的精确程度。 可用性 (Availability)：用户能够接收并利用 GNSS 信号的可能性。 完整性 (Integrity)：用户能够确信接收到的 GNSS 信息是无误的，并且在出现错误时能够及时被用户获知。 连续性 (Continuity)：在指定时间段内，GNSS 服务能够持续提供服务的概率。 我们将详细阐述不同应用对完好性指标的不同要求，例如，在民航领域，对完好性的要求远高于普通用户的日常导航；在自动驾驶领域，对实时性和可靠性的要求更是极为严苛。理解这些差异，有助于我们针对性地设计和实施完好性监测与增强策略。 第二部分：GNSS信号威胁与完好性监测技术 GNSS 信号的脆弱性是其完好性面临的主要挑战。本书将详细剖析导致 GNSS 信号退化或失效的各类威胁，并逐一介绍相应的完好性监测技术。 2.1 GNSS信号威胁分析 自然干扰： 电离层与对流层延迟：卫星信号在穿过地球大气层时会发生延迟和折射，这是 GNSS 定位误差的主要来源之一。我们将分析不同时段、不同地理位置的大气延迟模型及其误差特性。 多路径效应：信号在建筑物、地面反射后到达接收机，会产生额外的传播路径，导致测量误差。我们将探讨多路径效应产生的机理及其对测量精度的影响。 接收机内部误差：包括时钟误差、噪声等，尽管在现代接收机中已大大减小，但仍然是完好性需要考虑的因素。 人为干扰： 恶意干扰 (Jamming)：通过发射强大的无线电信号，压制 GNSS 信号，使其无法被接收机捕获或跟踪。我们将分析不同类型的干扰源（如军用干扰设备、非法干扰器）及其干扰方式。 欺骗 (Spoofing)：发射伪造的 GNSS 信号，诱导用户接收机计算出错误的 PNT 信息，将用户导向错误的位置。我们将深入探讨欺骗信号的原理、危害以及检测方法。 信号阻塞 (Outage)：由于建筑物、地形遮挡，或者在隧道、地下室等环境中，GNSS 信号无法到达接收机，导致服务中断。 2.2 GNSS完好性监测技术 为了应对上述威胁，一系列完好性监测技术应运而生。本书将对这些技术进行系统性梳理和详细介绍： 差分 GNSS (DGNSS) 技术： 本地差分 GNSS (LDGNSS)：利用地面基准站的已知精确位置，计算 GNSS 信号误差，并将误差改正信息广播给用户。我们将分析其误差传播模型、改正算法以及在精度提升方面的作用。 区域差分 GNSS (RDGNSS)：如欧洲的 EGNOS、美国的 WAAS、中国的 SBAS 等。这类系统通过区域性监测站网络，提供更广域的完好性信息，包括误差改正、完好性预报等。我们将详细介绍其系统架构、工作流程以及提供的完好性产品。 多系统融合监测： 多系统观测：同时接收来自不同 GNSS 系统的信号，通过比较不同系统之间的观测值，可以检测出其中一个系统的异常。 多源数据融合：将 GNSS 数据与其他导航传感器（如惯性测量单元 IMU、激光雷达 LiDAR、摄像头）的数据进行融合，可以提高定位的鲁棒性和连续性。我们将探讨卡尔曼滤波、粒子滤波等融合算法在 GNSS 完好性增强中的应用。 先进的完好性监测算法： 统计检验方法：基于统计学原理，对 GNSS 观测值进行假设检验，以判断观测值是否包含异常。我们将介绍 VPL（垂直保护限）和 HPL（水平保护限）等关键完好性指标的计算方法。 信号质量监测：通过分析接收到的 GNSS 信号的信噪比 (SNR)、多普勒频移、相位噪声等参数，来评估信号的质量和可靠性。 异常值检测算法：利用机器学习、聚类分析等方法，识别和剔除 GNSS 观测数据中的异常值，例如 RANSAC (Random Sample Consensus) 等算法。 第三部分：GNSS辅助性能增强技术 在完好性监测的基础上，我们还需要采取一系列措施来主动提升 GNSS 服务的性能。本书将重点介绍各类辅助性能增强技术。 3.1 信号增强与可用性提升 GNSS 接收机设计优化： 抗干扰设计：包括天线阵列、数字信号处理技术、自适应滤波等，用于抑制干扰信号，提高接收机的抗干扰能力。 抗多路径设计：例如采用窄带滤波、先进的多路径抑制算法等。 辅助定位技术 (Assisted GNSS - A-GNSS)： 星历与时钟辅助：通过网络将 GNSS 卫星的轨道和时钟信息快速传递给用户接收机，显著缩短首次定位时间 (TTFF)。 粗略位置辅助：利用蜂窝网络、Wi-Fi 等定位信息，为接收机提供一个初始位置，帮助其快速捕获卫星信号。 增强型 GNSS (EGNSS)： 多频多模接收机：利用 L1/L2/L5 等不同频段的信号，以及 GPS/GLONASS/Galileo/BeiDou 等不同系统的信号，提高定位精度和抗干扰能力。 组合导航系统：将 GNSS 与惯性导航系统 (INS)、视觉导航系统 (VNS) 等进行融合，实现高精度、高可用性的连续导航。我们将详细探讨不同融合策略的优劣和适用场景。 3.2 完好性信息服务与应用 完好性预报与告警：实时监测 GNSS 信号的完好性状态，并向用户提供预报和告警信息，使用户能够根据完好性状态调整其导航策略。 安全关键应用中的完好性保障： 航空领域：如平视显示器 (HUD) 中的导航信息显示，起降过程中的精确导航，以及未来空域管理的应用。 汽车领域：如自动驾驶汽车的路径规划、障碍物检测、车道保持等，对 GNSS 完好性的要求极高。 海事领域：如船舶的航线导航、靠港管理、搜救等。 铁路领域：如列车运行控制、调度指挥等。 标准化与法规遵从：介绍与 GNSS 完好性相关的国际标准和行业规范，以及如何在实际应用中满足这些要求。 结论 GNSS 完好性监测与辅助性能增强技术是确保 GNSS 服务安全、可靠运行的关键。本书力求从理论到实践，全面梳理这一领域的研究成果和技术进展，为 GNSS 系统的设计者、开发者、研究人员以及相关应用领域的从业者提供一份有价值的参考。通过深入理解 GNSS 信号的特性、潜在威胁以及应对策略，我们可以更好地发挥 GNSS 的潜力，为社会发展提供更强大的导航支撑。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么地方让我感到需要反复研读的，那一定是书中涉及到概率论和数理统计的部分。完好性监测的本质就是风险评估，它建立在严谨的统计假设之上。这本书在这方面的阐述非常细致，特别是对于各种假设检验（如高斯检验、非高斯检验）的适用条件和局限性分析，写得非常透彻。我感觉作者们在处理这些数学模型时，不仅仅是罗列公式，更是深入到了公式背后的物理意义和工程限制。例如，如何处理非高斯噪声，如何设定合适的阈值以平衡虚警率和漏警率，这些都是决定系统实际可靠性的关键点。我试着在脑海中模拟了书中给出的一个误差点检测算法的流程图，发现它在设计上非常注重计算效率，这表明作者们在理论推导的同时，从未忘记其最终的落脚点——实时性。这本书的深度在于，它让你明白“为什么”某个算法能工作，而不仅仅是“怎么用”某个函数库，这种深层理解是区分普通使用者和专业设计者的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排，体现了一种匠人精神。它不是那种为了凑页数而堆砌文献综述的著作，每一章的逻辑衔接都像是精心打磨的齿轮，咬合得非常紧密。从基础的信号传播误差模型建立，到完好性指标的定义（比如容错率、完整性风险的量化），再到具体的辅助增强技术（包括地基增强系统和星基增强系统的差异化应用），层层递进，逻辑严密到几乎不允许你有跳跃式阅读的空间。这要求读者必须耐心、按部就班地去理解每一个环节。我个人认为，对于那些希望系统性掌握GNSS增强理论的硕士或博士研究生来说，这本书的价值无法估量，因为它提供了一个完整的知识框架，可以作为后续深入研究某个细分领域的坚实基础。我尤其欣赏它在不同增强技术对比分析时的客观性，没有过度推崇某一种特定的技术，而是基于性能指标、覆盖范围、建设成本等多个维度进行公正的评估，这对于我们做技术选型时非常关键，避免了盲目跟风。

评分☆☆☆☆☆

从出版质量来看，科学出版社的出品果然名不虚传，字体清晰，图表规范，专业术语的翻译和注释也做得非常到位，几乎没有发现影响阅读流畅性的排版或印刷错误。对于一本需要频繁查阅公式和图表的专业书籍而言，这一点至关重要。整体而言，这本书成功地架设了一座桥梁，连接了GNSS信号接收的底层物理原理与面向高可靠性应用的系统工程实践。它不仅仅是一本教科书，更像是一份“行业最佳实践”的浓缩总结。它没有给我空泛的希望，而是用严谨的科学方法，指导我如何去量化、去管理和去降低导航定位服务中的固有风险。看完这本书，我感觉自己对“定位精度”这个词汇的理解维度被拓宽了——它不再只是一个米级的数字，而是包含了时间、空间、概率和系统鲁棒性的一个复杂综合体。对于任何一个在关键任务领域（如自动驾驶、精准农业、航空航海）从事定位系统研发的人来说，这本书绝对是书架上不可或缺的重磅炸弹，物有所值，甚至物超所值。

评分☆☆☆☆☆

这本《GNSS完好性监测及辅助性能增强技术》的书，我拿到手后，最先吸引我的是它那硬核的专业气息和严谨的排版。作为一名在导航定位领域摸爬滚打多年的工程师，我深知GNSS系统在实际应用中面临的最大挑战并非仅仅是信号的接收，而是用户对定位结果可靠性的信任度——也就是完好性问题。这本书的命名就直击要害，它似乎在告诉我，这里面藏着解决“我的车到底准不准？”“飞机降落会不会出岔子？”这类核心焦虑的钥匙。我花了些时间翻阅了目录和前言，感觉作者们在构建这个知识体系时，是站在一个非常高屋建瓴的角度，没有陷入技术细节的泥潭，而是首先勾勒出了一个清晰的、从理论到实践的完整脉络。那种将复杂的监测算法、差分增强系统（如SBAS/GBAS）的工作原理，以及如何通过多源数据融合来提升整体性能的逻辑链条，梳理得井井有条，让人对后续内容的深入学习充满了期待。对于我们这些需要设计、测试或集成高精度定位解决方案的人来说，这本书不仅仅是一本参考手册，更像是一份系统性的方法论指南，指导我们如何从根本上提升GNSS服务的“硬指标”。我尤其关注其中关于故障检测与隔离（FDI）的部分，这在很多现有文献中往往是点到为止，但这本书似乎打算深挖其背后的数学模型和实时计算策略，这一点非常对我胃口。

评分☆☆☆☆☆

说实话，第一次捧读这种类型的专业书籍时，我总会有一个潜意识的担心：会不会充斥着大量晦涩难懂、脱离实际的公式堆砌？然而，这本书在介绍那些高深莫测的统计检验方法和随机过程分析时，却能巧妙地穿插一些实际应用场景的案例分析，这种平衡把握得相当到位。比如，在讨论时间序列分析如何用于异常值检测时，作者并非直接抛出复杂的卡尔曼滤波或粒子滤波的变种，而是会先用一个典型的城市峡谷环境下的多路径干扰案例来引出问题，然后再自然地过渡到对应的数学工具。这种“问题导向、工具支撑”的叙事方式，极大地降低了初次接触这些前沿技术的读者的学习门槛。我感觉作者的教育背景或者说是教学经验非常丰富，他们深知如何将复杂的理论“翻译”成工程师能理解的语言。更让我惊喜的是，书中似乎还探讨了面向未来的、与人工智能结合的性能增强方法，这表明作者群紧跟行业发展前沿，没有将这本书局限于传统的差分技术框架内，而是试图描绘一个更具前瞻性的技术图景，这对于保持我们的技术栈不落后至关重要。