北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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魯鬱著 著

圖書標籤:

• 北鬥
• GPS
• 雙模
• 軟件接收機
• 衛星導航
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 通信
• 雷達
• 定位

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121285257

商品編碼：10444569570

齣版時間：2016-04-01

《北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術》圖書簡介 在現代導航、定位與授時（PNT）領域，全球導航衛星係統（GNSS）扮演著至關重要的角色。其中，以北鬥衛星導航係統（BDS）和全球定位係統（GPS）為代錶的兩大衛星係統，憑藉其廣泛的應用場景和不斷增長的用戶需求，已成為信息時代不可或缺的關鍵技術。本書旨在深入剖析北鬥/GPS雙模軟件接收機的核心原理，並詳細闡述其實際實現技術，為相關領域的研究人員、工程師和技術愛好者提供一本全麵而深入的參考指南。 一、 GNSS基礎理論與係統概述 要理解雙模軟件接收機，首先需要建立堅實的GNSS基礎理論認知。本書將從GNSS係統的基本組成齣發，詳細介紹衛星星座的構成、軌道力學基礎、導航電文的結構與編碼方式。我們將深入探討導航信號的傳播特性，包括多徑效應、大氣延遲、電離層延遲等影響定位精度的關鍵因素，以及相應的誤差抑製和改正方法。 特彆地，本書將分彆對北鬥衛星導航係統和全球定位係統進行詳盡的介紹。對於北鬥係統，我們將重點闡述其“三步走”發展戰略下的星座構成（GEO、IGSO、MEO衛星），不同軌道衛星的特點及其對服務的貢獻。我們將解析北鬥特有的區域短報文通信功能、星基增強服務（SBAS）等特色服務，以及其在亞太區域的獨特優勢。對於GPS係統，我們將迴顧其發展曆程，介紹其星座組成、信號結構，以及在民用和軍用領域的廣泛應用。通過對比分析，讀者將能夠清晰地理解兩個係統的異同點，以及雙模接收機集成的必要性和優勢。 二、 軟件接收機核心原理剖析 相較於傳統的硬件接收機，軟件接收機以其高度的靈活性、可擴展性和低成本等優勢，正日益成為研究和應用的熱點。本書將重點聚焦於軟件接收機的核心原理。 1. 信號捕獲與跟蹤：這是軟件接收機的首要任務。我們將詳細介紹數字信號處理（DSP）在信號捕獲中的應用，包括傅裏葉變換（FFT）、互相關等技術，以在噪聲和乾擾環境中快速定位導航信號。隨後，我們將深入闡述多普勒頻率估計和碼相位估計的算法，以及載波相位鎖定環（PLL）和延遲鎖定環（DLL）等關鍵跟蹤環路的原理與實現，確保接收機能夠持續穩定地接收和解調導航信號。 2. 導航信號解調與數據提取：一旦信號被捕獲和跟蹤，接收機就需要從導航信號中提取齣導航電文。本書將詳細講解僞碼的提取、解碼過程，以及導航電文中的時鍾修正信息、星曆參數、電離層參數等關鍵數據的解析。對於雙模接收機而言，我們將重點探討如何同時或快速切換地處理北鬥和GPS的導航電文，並提取齣各自的導航信息。 3. 僞距測量與位置解算：軟件接收機通過測量接收機與衛星之間的僞距，並結閤衛星的軌道信息，實現定位。本書將詳細介紹僞距的測量原理，並深入分析造成僞距誤差的各種因素，例如衛星鍾差、軌道誤差、接收機鍾差、大氣延遲等。基於僞距測量結果，我們將講解最小二乘法、卡爾曼濾波等經典的定位解算算法，以及如何利用雙模接收機的數據提高定位的魯棒性和精度。 4. 載波相位測量與高精度應用：除瞭僞距測量，載波相位測量可以提供更高的定位精度。本書將介紹載波相位的獲取原理，並深入探討雙差分技術、模糊度固定等關鍵技術，這些是實現厘米級乃至毫米級定位的基礎。我們將分析雙模接收機在利用載波相位信息時的優勢，例如結閤不同係統的信號特性，提升模糊度固定的成功率和可用性。 三、 雙模接收機實現技術詳解 理論是基礎，實踐是關鍵。本書將理論原理與實際實現技術緊密結閤，為讀者提供可操作的指導。 1. 軟件平颱與開發環境：我們將介紹當前主流的軟件無綫電（SDR）平颱，例如SDRplay、USRP等，以及基於這些平颱的開發工具鏈，如GNU Radio、MATLAB/Simulink等。我們將指導讀者如何搭建軟件接收機的開發環境，並熟悉相關的編程語言和庫。 2. 數字信號處理算法的實現：本書將提供詳細的算法實現指導，包括如何利用DSP庫函數實現FFT、濾波器設計、PLL/DLL的數字實現等。我們將重點關注算法的效率和實時性，以滿足實際接收機的處理需求。 3. 導航信號處理流程的構建：我們將逐步構建完整的北鬥/GPS雙模軟件接收機信號處理流程。這包括從基帶信號的接收、預處理，到信號捕獲、跟蹤，再到導航電文的解碼和位置解算。我們將提供清晰的框圖和代碼示例，幫助讀者理解並實現各個模塊。 4. 雙模融閤技術與策略：本書將深入探討雙模接收機的核心優勢——數據融閤。我們將分析不同類型的融閤策略，例如： 僞距僞距融閤：直接將北鬥和GPS的僞距測量值進行聯閤解算，以增加可見衛星數量，提高定位的連續性和精度。 僞距載波融閤：利用GPS的載波相位信息來輔助北鬥的僞距測量，或者反之，以提升定位精度和魯棒性。 信息級融閤：將兩個係統的導航電文信息進行融閤，例如利用北鬥的差分信息來增強GPS的定位精度，或者反之。 觀測值級融閤：將來自不同係統的僞距和載波相位觀測值進行統一處理，以獲得最佳的定位結果。 我們將詳細討論各種融閤算法的原理、優缺點，以及在不同應用場景下的適用性。 5. 接收機性能評估與優化：一個優秀的軟件接收機離不開對性能的持續評估與優化。本書將介紹常用的性能指標，例如定位精度（RMS誤差）、可用性、完好性、連續性等，以及相應的測試方法和數據分析技術。我們將探討如何通過算法優化、參數調整、硬件選擇等手段，進一步提升軟件接收機的整體性能。 四、 應用前景與未來發展 本書的最後一個部分將展望北鬥/GPS雙模軟件接收機的廣闊應用前景。我們將探討其在以下領域的潛在價值： 自動駕駛與智能交通：高精度、高可靠性的定位是自動駕駛的核心要素。 物聯網（IoT）與精準農業：為海量設備提供精準的位置信息，賦能智能化管理。 無人機（UAV）導航與控製：實現復雜環境下的自主導航和精確作業。 大地測量與形變監測：為科學研究和工程應用提供高精度測量手段。 應急搜救與安全保障：提高搜救效率，保障人民生命財産安全。 移動通信與時間同步：利用GNSS精確授時，優化通信網絡性能。 同時，我們將對軟件接收機未來的發展趨勢進行探討，例如：基於機器學習的信號處理算法、天地一體化導航技術、抗乾擾與抗欺騙技術，以及與其他傳感器的深度融閤等。 結語 本書力求內容嚴謹、邏輯清晰、圖文並茂，旨在為讀者構建一個全麵、係統、深入的北鬥/GPS雙模軟件接收機知識體係。通過本書的學習，讀者不僅能夠掌握其核心原理，更能理解其實現的關鍵技術，並能為未來的研究和開發打下堅實的基礎，共同推動GNSS技術的進步與應用。

評分☆☆☆☆☆

我是一位在通信領域工作多年的工程師，對GNSS技術有著長期關注，並希望通過學習這本書，能夠全麵掌握北鬥/GPS雙模軟件接收機的核心技術，以便於在實際工程中進行應用和創新。從整體上看，本書為我提供瞭一個相對完整的技術路綫圖，涵蓋瞭從信號捕獲到數據解算的各個環節。然而，在某些具體實現細節上，我發現書中可以提供更詳盡的指導。例如，在講解數據解算部分，對於差分定位、RTK等高精度定位技術，書中僅做瞭一個初步的介紹，但對於實際應用中可能遇到的各種誤差源（如對流層延遲、電離層延遲、衛星鍾差、軌道誤差等）及其修正方法，可以進行更深入的分析。此外，對於如何有效地融閤來自不同衛星係統（如GPS、北鬥、GLONASS、Galileo）的觀測數據，以提升定位的可靠性和精度，書中也需要更詳細的算法介紹和實現技巧。如果能提供一些開源的軟件接收機項目鏈接，或者更詳細的API文檔，將有助於讀者更快地將理論知識轉化為實際應用。

評分☆☆☆☆☆

我是一名有一定軟件開發經驗的工程師，對GNSS技術有著濃厚的興趣，希望通過學習這本書，能夠快速掌握構建一個軟件接收機的核心技術。然而，在閱讀過程中，我發現本書在一些前沿的技術探討上，似乎還可以挖掘得更深。例如，在提到抗乾擾和欺騙方麵，書中簡要提及瞭一些傳統方法，但對於目前日益復雜的電磁環境，以及針對日益智能化的乾擾手段，如毫米波乾擾、射頻誘餌等，缺乏更具前瞻性的分析和相應的軟件對策。我期望能看到更多關於信號完整性分析、多徑效應抑製的先進算法，甚至是基於機器學習或人工智能的智能乾擾檢測與對抗技術。另外，書中在軟件接收機的性能評估和測試方麵，也略顯不足。如何科學地設計測試用例，如何量化接收機的定位精度、跟蹤靈敏度、可靠性等關鍵指標，以及如何有效地利用實際觀測數據進行算法調優，這些方麵如果能提供更詳盡的指導和實際案例，將極大地提升本書的實用價值。總的來說，本書為我提供瞭一個不錯的起點，但對於追求更高技術深度和實際應用場景的讀者，可能還需要進一步拓展。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對信息科學充滿好奇的學生，對導航定位技術有著濃厚的興趣，這本《北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術》吸引瞭我。我希望能通過這本書，理解現代導航係統是如何工作的。從閱讀體驗來看，本書在介紹接收機架構和基本處理流程方麵，為我打下瞭一個基礎。然而，在深入瞭解軟件接收機的工作原理時，我發現書中在一些關鍵概念的解釋上，可以做得更加生動和形象。例如，對於多普勒效應和碼延遲的概念，書中雖然有提及，但如果能結閤一些直觀的物理模型演示，或者使用更貼近生活中的類比，相信會更容易被初學者理解。此外，書中在講解信號處理算法時，使用瞭較多的專業術語，而對這些術語背後的數學原理和物理意義的解釋不夠充分。如果能在章節末尾增加一些“學習提示”或“概念辨析”的小欄目，幫助讀者梳理重點、區分易混淆的概念，將會 greatly enhance the learning experience。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對導航定位技術充滿熱情的學生，我購買瞭這本《北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術》，希望能藉此機會深入理解衛星導航係統的底層運作機製。這本書在理論講解上，為我打開瞭一扇窗，讓我初步瞭解瞭信號的接收、處理流程。然而，在某些關鍵的數學原理推導和物理模型構建方麵，感覺有些跳躍。例如，在講解卡爾曼濾波和粒子濾波在狀態估計中的應用時，書中給齣瞭濾波方程，但對於這些方程的由來，以及在不同應用場景下，如何選擇閤適的模型參數（如過程噪聲協方差、測量噪聲協方差），並沒有詳細的解釋。如果能對這些濾波算法的數學基礎進行更詳盡的闡述，並提供一些具體的參數設置指南，將有助於我們更好地理解和應用它們。另外，書中在處理高動態運動下的信號跟蹤問題時，提及瞭一些方法，但對於如何有效應對速度和加速度劇增帶來的多普勒頻偏和碼延遲變化，以及如何優化跟蹤環路的設計以保證穩定性和快速捕獲，感覺可以有更深入的探討。

評分☆☆☆☆☆

作為一名剛剛接觸北鬥/GPS雙模係統不久的初學者，我一直在尋找一本能夠深入淺齣講解其原理並提供實踐指導的書籍。這本《北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術》在我看來，雖然書名直擊要害，但實際閱讀後，我發現它在一些至關重要的基礎概念的鋪陳上，可以做得更加細緻和有條理。例如，在講解信號的捕獲和跟蹤環節，書中直接跳到瞭算法的介紹，而對於信號本身的特性，比如不同導航係統的頻率分配、帶寬差異，以及這些差異如何影響到接收機的設計和捕獲策略，介紹得不夠深入。如果能在早期章節增加一些關於信號物理層特徵的比對和分析，例如載波和測距碼的産生機製，以及它們在不同係統中的具體實現方式，相信能為讀者構建一個更紮實的知識框架。此外，對於軟件接收機的“軟件”二字，我希望能看到更多關於不同編程語言（如C/C++、Python）在具體實現中的優劣勢分析，以及針對不同硬件平颱（如FPGA、DSP、通用CPU）的優化技巧。書中對一些算法的實現描述過於概括，缺乏足夠的代碼示例或僞代碼，使得讀者在嘗試復現時，需要花費大量時間去查閱其他資料，這在一定程度上削弱瞭“實現技術”的指導意義。