【XH】 衛星導航定位與抗乾擾技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳軍 著

圖書標籤:

• 衛星導航
• GNSS
• 定位
• 抗乾擾
• 信號處理
• 導航技術
• 無綫通信
• 電子對抗
• 精密定位
• 雷達

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121291500

商品編碼：29488092014

包裝：平裝

齣版時間：2016-06-01

基本信息

書名：衛星導航定位與抗乾擾技術

定價：58.00元

作者：陳軍

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2016-06-01

ISBN：9787121291500

字數：

頁碼：260

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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適讀人群 ：本書深入淺齣、通俗易懂、理論與實際相結閤、實用性強，對於從事導航、導航對抗相關領域的專業人士及科技人員非常有幫助，是一本很值得嚮有關工程技術人員和高等院校推薦的專業書籍和教學參考書。

導航定位技術産生的效能以及在民用和軍用中發揮的作用越來越大，“導航戰”也越來越受到人們的關注，對衛星導航乾擾及抗乾擾的研究已成為各國關注的熱點。本書立足於導航定位與抗乾擾技術， 理論與實踐相結閤，是一本非常有實際指導和藉鑒意義的技術專著。

內容提要

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衛星導航定位在社會生活和軍事領域的作用日益顯著，從日常的定位到軍事的製導均離不開導航。隨著衛星導航定位技術應用領域和環境的日益復雜化，其抗乾擾技術也成為相關研究和應用的焦點。本書重點關注衛星導航定位的基本原理和抗乾擾技術，全書內容豐富，全麵、係統地介紹瞭導航定位的概念、衛星導航係統的組成和發展、衛星信號的捕獲跟蹤技術、衛星導航係統的乾擾與抗乾擾技術，以及導航和定位在各領域的應用。

目錄

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目 錄
章 緒論 1
1．1 導航概述 1
1．1．1 導航的定義 1
1．1．2 導航的作用 1
1．1．3 導航與定位的關係 2
1．2 導航定位技術發展概況 2
1．2．1 導航定位技術的早期起源 2
1．2．2 航海時代的導航 5
1．2．3 導航定位技術的近代發展 8
1．2．4 衛星導航係統的興起 12
1．2．5 現代衛星導航係統 13
1．3 衛星導航定位係統抗乾擾技術概況 15
1．3．1 抗乾擾衛星發射技術 16
1．3．2 抗乾擾接收技術 16
1．3．3 僞衛星法 18
1．3．4 其他抗乾擾技術 18
參考文獻 19
第2章 全球導航衛星係統 21
2．1 GNSS頻譜分配問題 21
2．1．1 全球頻譜分配 21
2．1．2 美國的頻率分配 22
2．1．3 歐洲的頻率分配 23
2．1．4 頻率分配問題的協商 24
2．2 導航衛星係統構成 25
2．2．1 空間部分 25
2．2．2 地麵部分 30
2．2．3 用戶部分 33
2．3 GNSS基礎參數 35
2．3．1 位置參數 35
2．3．2 信號相關參數 38
2．4 GNSS現狀 40
2．4．1 GPS 40
2．4．2 GLONASS 43
2．4．3 Galileo 46
2．4．4 北鬥衛星導航係統 48
2．4．5 各係統的總結和比較 48
參考文獻 51
第3章 衛星信號的捕獲與跟蹤 53
3．1 發射部分 53
3．1．1 簡介 53
3．1．2 碼的結構及生成 55
3．1．3 信號的結構及生成 58
3．2 信號的調整 59
3．2．1 下變頻 60
3．2．2 鏡像頻率 61
3．2．3 采樣 62
3．3 接收機結構 67
3．3．1 信號捕獲存在的問題 68
3．3．2 提高衛星信號功率電平的方法 71
3．3．3 接收機無綫電結構 71
3．3．4 DLL和PLL 74
參考文獻 79
第4章 導航解算技術 81
4．1 地球坐標係及其轉換 81
4．1．1 常用坐標係 81
4．1．2 我國坐標係 93
4．2 時間係統 96
4．2．1 世界時係統 96
4．2．2 原子時係統 99
4．2．3 力學時係統 99
4．2．4 協調世界時 100
4．2．5 GPS時 100
4．2．6 GLONASS時 101
4．2．7 北鬥時 101
4．3 PVT解的計算 102
4．3．1 三邊測量的基本原理 102
4．3．2 坐標係 103
4．3．3 球麵交叉法 104
4．3．4 雙麯麵分析模型 108
4．3．5 與到達角相關的數學計算 110
4．3．6 小二乘法 112
4．3．7 速度的計算 113
4．3．8 時間的計算 114
4．4 衛星位置計算 115
4．5 誤差的量化估計 116
4．6 僞距誤差對計算定位的影響 118
4．7 衛星與接收機幾何分布的影響（DOP的概念） 119
4．8 互用性與完好性 121
4．8．1 互用性 121
4．8．2 完好性 122
4．9 多徑對導航解的影響 123
參考文獻 128
第5章 軟件接收機技術 130
5．1 軟件接收機的基本概念 130
5．2 軟件接收機硬件設計 131
5．2．1 天綫 131
5．2．2 射頻增益 131
5．2．3 信號采集 132
5．3 軟件接收機設計中關鍵參數的計算 133
5．3．1 信號傳輸時間 133
5．3．2 用戶位置處的信號強度 133
5．3．3 多普勒頻移 134
5．3．4 多普勒頻率的平均變化率 136
5．3．5 多普勒頻率的大變化率 136
5．3．6 由於用戶加速度而産生的多普勒頻率變化速率 136
5．4 軟件接收機關鍵模塊軟件化 137
5．4．1 GPS信號捕獲模塊 137
5．4．2 GPS信號跟蹤模塊 145
5．4．3 導航電文獲取模塊 149
5．4．4 衛星位置計算模塊 154
5．4．5 僞距計算模塊 161
5．4．6 用戶位置計算模塊 164
參考文獻 166
第6章 衛星導航係統中的乾擾技術 168
6．1 衛星導航係統的脆弱性 168
6．1．1 衛星信號發射功率 168
6．1．2 抗乾擾容限 169
6．1．3 衛星信號碼元和載波 169
6．1．4 其他弱點 169
6．2 潛在乾擾 170
6．2．1 潛在乾擾概述 170
6．2．2 MSS對GPS接收機的乾擾分析 170
6．3 人為乾擾 173
6．3．1 乾擾技術體製 173
6．3．2 乾擾途徑 175
6．3．3 對GPS接收機的乾擾裝備 176
6．4 壓製乾擾效果分析 177
6．4．1 壓製乾擾對GPS信號的影響 177
6．4．2 乾擾樣式對乾擾效果的影響 180
參考文獻 185
第7章 衛星導航係統中的抗乾擾技術 187
7．1 衛星導航係統抗乾擾技術概述 187
7．2 自適應調零天綫抗乾擾技術 190
7．2．1 自適應調零天綫原理 190
7．2．2 自適應調零天綫常用的佳加權係數準則 192
7．2．3 典型自適應調零算法 195
7．3 衛星導航/INS組閤導航抗乾擾技術 207
7．3．1 衛星導航/INS組閤導航工作原理 208
7．3．2 衛星導航/INS組閤導航抗乾擾能力分析 216
7．3．3 組閤導航抗乾擾能力仿真分析 220
7．3．4 慣導精度對抗乾擾影響分析 222

7．4 GPS接收機的抗乾擾技術 223
7．4．1 射頻乾擾檢測技術 225
7．4．2 前端濾波技術 225
7．4．3 碼/載波跟蹤環技術 226
7．4．4 窄帶乾擾處理技術 228
7．4．5 天綫抗乾擾技術 228
參考文獻 229
第8章 衛星導航與定位技術的應用 231
8．1 傳統應用 231
8．1．1 軍用海事應用 231
8．1．2 初的商業海事應用 232
8．1．3 海事導航 232
8．1．4 時間相關應用 233
8．1．5 測地學 234
8．1．6 土木工程 234
8．1．7 其他陸基應用 235
8．2 個人應用 236
8．2．1 汽車導航（引導和服務） 237
8．2．2 旅行信息係統 238
8．2．3 室內引導應用 238
8．2．4 基於位置的服務 238
8．3 科學應用 241
8．3．1 大氣科學 241
8．3．2 構造地質學和地震學 242
8．3．3 自然科學 243
8．4 公共監管應用 243
8．4．1 與完好性有關的應用 243
8．4．2 服刑人員管理 243
參考文獻 244

作者介紹

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　　　　陳軍，1993年07月～1997年12月，中國人民解放軍63880部隊技術部助工； 1997年12月～2001年12月，中國人民解放軍63880部隊技術部工程師； 2001年12月至今，中國人民解放軍63880部隊技術部高級工程師。

文摘

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序言

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【XH】 衛星導航定位與抗乾擾技術 圖書簡介 本書聚焦於當前至關重要的衛星導航定位技術及其核心挑戰——抗乾擾技術。在當今高度互聯的社會，精確可靠的導航定位能力已經滲透到軍事、民航、航海、陸地交通、航空航天、地質勘探、測繪、時間同步、應急救援等幾乎所有關鍵領域。然而，隨著技術的不斷發展和應用的日益廣泛，衛星導航係統（如GPS、GLONASS、Galileo、北鬥等）所麵臨的威脅也日益嚴峻。其中，各種形式的乾擾，無論是故意的惡意乾擾還是非故意的環境乾擾，都可能嚴重削弱甚至完全剝奪導航定位係統的可用性和可靠性，對國傢安全、經濟發展和社會穩定造成災難性後果。 本書旨在係統、深入地闡述衛星導航定位的基本原理、關鍵技術、發展趨勢，並重點、詳實地探討麵對日益復雜的乾擾環境，如何有效地進行乾擾監測、識彆、分析以及采取相應的抗乾擾措施。我們將從基礎理論齣發，逐步深入到實際應用和前沿研究，力求為讀者構建一個全麵、清晰的衛星導航與抗乾擾技術知識體係。 第一部分：衛星導航定位技術基礎與原理 在這一部分，我們將首先迴顧衛星導航定位係統的發展曆程，介紹全球主要的衛星導航係統（GNSS）及其基本架構。讀者將瞭解： GNSS係統組成： 詳細解析空間段（衛星星座）、地麵控製段（地麵站、主控站）和用戶段（接收機）的功能與相互作用。 導航信號原理： 深入剖析導航電文的結構、僞碼的産生與測量機製、載波測量的原理，以及信號在空間傳播的基本模型。 定位解算原理： 闡述如何利用測距、測速以及多普勒頻移信息，結閤衛星星曆和精密軌道信息，通過三維空間三邊測量、四邊測量等方法實現用戶位置、速度和時間的精確確定。我們將詳細介紹最小二乘法、卡爾曼濾波等經典和現代的定位解算算法。 定位誤差分析： 詳細探討影響定位精度的各類誤差源，包括衛星軌道誤差、衛星鍾差、大氣延遲（電離層和對流層）、接收機噪聲、多徑效應、接收機鍾差等。在此基礎上，介紹精度因子（DOP）的概念及其對定位結果的影響。 增強技術： 介紹能夠進一步提高定位精度和可靠性的各類增強技術，包括差分GPS（DGPS）、實時動態差分GPS（RTK）、區域導航係統（如SBAS、GBAS）以及多係統融閤定位技術。 第二部分：衛星導航係統的抗乾擾挑戰與機理 乾擾是威脅衛星導航係統性能的關鍵因素。本部分將深入剖析各種乾擾的來源、類型、特點及其對導航信號的影響機製。 乾擾的分類與來源： 惡意乾擾： 重點闡述誘騙（Spoofing）和欺騙（Jamming）的原理和危害。誘騙是指僞造導航信號，將接收機引導至錯誤的位置或時間；欺騙則是通過發射強大信號淹沒閤法導航信號，導緻接收機無法正常工作。我們將詳細分析不同類型的欺騙信號（如連續波、脈衝、寬帶欺騙等）以及誘騙信號的構造方式。 非惡意乾擾： 分析環境因素和人為活動産生的非惡意乾擾，如電磁兼容性問題、其他無綫電設備的雜散輻射、地形對信號的遮擋和反射（多徑效應）、電離層暴等自然現象。 乾擾的影響機理： 詳細解釋不同乾擾信號如何影響導航接收機的信號捕獲、跟蹤、僞碼和載波測量，以及最終如何導緻定位誤差增大、定位中斷甚至錯誤的定位結果。例如，欺騙信號如何通過信號強度優勢抑製閤法信號，誘騙信號如何通過特定僞碼和導航電文誤導接收機。 第三部分：衛星導航係統的抗乾擾技術 為瞭應對上述嚴峻的乾擾挑戰，本書將係統介紹當前主流和前沿的抗乾擾技術，涵蓋從硬件到軟件，從信號處理到係統設計的全方位解決方案。 信號處理層麵的抗乾擾技術： 窄帶乾擾抑製： 介紹陷波濾波器、自適應濾波器（如LMS、RLS）、零陷濾波器等技術，如何有效去除接收到的信號中的窄帶乾擾成分。 寬帶乾擾抑製： 探討擴展頻譜技術（如直接序列擴頻DSSS、跳頻FHSS）以及自適應均衡等方法，對抗寬帶乾擾。 脈衝乾擾抑製： 分析脈衝乾擾的特點，介紹基於信號幅度、持續時間等判據的脈衝剔除方法，以及更復雜的信號重構技術。 多徑抑製技術： 深入研究延遲鎖定環（DLL）和載波鎖定環（PLL）的優化，以及先進的多徑判彆和抑製算法，如基於信號衰減分析、信噪比變化分析、多普勒變化分析等。 抗誘騙技術： 詳細介紹基於信號特徵判彆（如信號強度、碼延遲、多普勒頻移、導航電文一緻性、多接收機聯閤監測）、時空相關性檢驗、導航信號物理層安全特性利用（如指嚮性判彆、天綫方嚮圖分析）等技術。 硬件層麵的抗乾擾技術： 天綫技術： 介紹定嚮天綫、多極化天綫、空域濾波天綫（如自適應波束形成天綫）、空腔諧振天綫等，如何通過空間濾波原理抑製來自特定方嚮的乾擾。 接收機架構優化： 分析射頻前端設計、中頻信號處理以及數字信號處理（DSP）芯片在抗乾擾中的作用，如采用低噪聲放大器、高動態範圍的ADC、以及專用的DSP單元。 軟件與算法層麵的抗乾擾技術： 抗乾擾導航算法： 重點介紹基於濾波和數據融閤的抗乾擾算法，如改進的卡爾曼濾波器、粒子濾波器等，如何結閤多源信息（如慣性測量單元IMU、輪速計、陀螺儀、磁力計）進行輔助定位，提高在GNSS信號不可用時的連續性和精度。 欺騙信號檢測與告警： 探討如何通過實時監測GNSS信號的統計特性、僞隨機噪聲（PRN）碼特徵、導航電文信息以及接收機自身的輸齣（如位置、速度）來檢測欺騙或誘騙行為，並及時嚮用戶發齣告警。 自適應乾擾規避： 研究接收機如何根據乾擾的類型和強度，自適應地調整其信號處理策略，例如，動態調整濾波器參數，切換到備用抗乾擾模式，或者優先使用其他導航係統。 係統級抗乾擾策略： 多係統融閤： 闡述融閤GPS、GLONASS、Galileo、北鬥等多個GNSS係統，以及融閤其他導航技術（如慣性導航、視覺導航、激光雷達導航）的重要性，通過冗餘和多樣性提高係統的魯棒性。 星地協同抗乾擾： 探討地麵增強係統（如差分基站、監測站）在乾擾監測和播報中的作用，以及未來星載偵測和乾擾壓製技術的可能性。 網絡化抗乾擾： 研究通過分布式傳感器網絡、信息共享平颱，實現對乾擾源的定位、識彆和協同對抗。 第四部分：前沿研究與未來發展 本部分將展望衛星導航定位與抗乾擾技術的發展趨勢，以及麵臨的新的挑戰和機遇。 新一代GNSS係統的抗乾擾設計： 分析下一代GNSS係統在信號結構、頻率分配、安全機製等方麵如何進一步增強抗乾擾能力。 人工智能與機器學習在抗乾擾中的應用： 探討如何利用深度學習、強化學習等AI技術，實現對復雜、未知乾擾的智能檢測、識彆和自適應抑製。 量子技術與導航安全： 簡要介紹量子技術（如量子密鑰分發、量子計算）在未來導航安全領域可能扮演的角色。 麵嚮特定應用場景的抗乾擾解決方案： 針對無人駕駛、高超聲速飛行器、水下導航等特殊場景，提齣定製化的抗乾擾技術需求和解決方案。 本書內容翔實，理論嚴謹，圖文並茂，並結閤大量實際案例和仿真分析，力求使讀者能夠全麵理解衛星導航定位技術的精髓，掌握應對各種乾擾威脅的有效手段。無論是從事相關領域的研究人員、工程師，還是對這一前沿技術感興趣的學生和愛好者，本書都將是一部不可多得的參考資料。通過對本書的學習，讀者將能夠深刻認識到在日益復雜的電磁環境下，保障衛星導航定位係統安全、可靠運行的極端重要性，並掌握解決這一挑戰的核心技術。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我剛開始接觸這個領域時，感覺那些算法和數學模型簡直是天書，各種矩陣運算和誤差分析看得我頭昏腦漲。但是，當我開始啃這本書的進階章節時，發現瞭一個驚喜。作者在講解抗乾擾技術，特彆是針對欺騙和噪聲乾擾的部分，使用瞭非常直觀的類比和圖形化的解釋。比如，在描述自適應波束形成技術時，書中不僅僅給瞭公式，還配上瞭非常精妙的二維示意圖，將“零陷”的形成過程生動地展示齣來。這對於我這種更偏嚮工程實踐的讀者來說，簡直是醍醐灌頂。我立刻嘗試著將書中的一個濾波算法應用到我手頭的仿真數據中，發現效果立竿見影。這本書的厲害之處就在於，它沒有停留在“是什麼”的層麵，而是深入到“為什麼會這樣”和“我們如何改進”的層麵去探討問題，這種深入骨髓的剖析，讓理論不再是枯燥的符號，而是解決實際工程難題的有力工具。它的實戰價值遠超我的預期。

評分☆☆☆☆☆

這本書剛拿到手的時候，我就被它的厚度和精美的裝幀吸引住瞭。封麵設計得非常大氣，那種深邃的藍色調讓人聯想到浩瀚的星空，很符閤衛星導航的主題。迫不及待地翻開第一章，作者的敘述風格極其嚴謹，仿佛一位經驗豐富的老教授在娓娓道來，每一個概念的引入都循序漸進，邏輯鏈條清晰得讓人幾乎不需要停下來查閱背景知識。我尤其欣賞它在基礎理論部分的處理，例如對經典坐標係轉換的詳盡推導，那些公式的推導過程，我感覺作者是真正站在讀者的角度去思考，把每一步的難點都提前預判並進行瞭細緻的講解。不僅僅是理論的羅列，書中還穿插瞭許多實際應用案例的背景介紹，比如城市峽榖效應下信號的衰減機製分析，這些都極大地增強瞭閱讀的趣味性和實用性。讀完前幾章，我對整個衛星導航係統的框架有瞭非常宏觀且深入的理解，這為後續深入學習更復雜的技術打下瞭堅實的基礎。整體感覺這本書的學術深度和廣度都達到瞭一個很高的水準，絕非市麵上那些流於錶麵的科普讀物可比擬。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對新技術發展史特彆感興趣的人。這本書在追溯衛星導航技術發展脈絡時，展現瞭作者深厚的曆史功底和敏銳的洞察力。它不是簡單地羅列不同係統的發展時間綫，而是非常深入地分析瞭每一個關鍵技術節點背後的地緣政治、技術瓶頸以及需求驅動。例如，書中對不同國傢導航係統（如GPS、GLONASS、北鬥）在設計哲學上的差異進行瞭對比分析，這種跨文化的視角讓我對全球導航格局有瞭更全麵的認識。更難得的是，它在談論未來發展趨勢時，並沒有陷入盲目樂觀的窠臼，而是審慎地指齣瞭當前多模融閤、量子導航等前沿領域麵臨的巨大挑戰。這種既肯定成就又保持批判性思維的寫作態度，非常符閤我這種追求深度思考的讀者的口味。閱讀過程中，我仿佛在和一位博學多聞的行業老兵進行一場高水平的學術對話。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量也絕對是值得稱贊的。要知道，技術書籍，尤其是涉及大量公式和圖錶的理工科著作，如果排版混亂，閱讀體驗會直綫下降。但這本書的字體選擇適中，段落間距閤理，關鍵公式和重要的定義都用粗體或不同的顔色進行瞭強調，使得閱讀疲勞感大大降低。我記得有一次，我熬夜研讀關於時間同步誤差的模型那一章，本來很擔心會因為長時間閱讀而注意力分散，但精美的圖錶和清晰的層次結構，保證瞭我能持續保持專注。特彆值得一提的是，書中的參考文獻部分做得非常詳盡和規範，很多關鍵結論都有明確的原始齣處標注，這對於我後續想進行更深入的文獻調研，提供瞭極大的便利。可以說，這本書在“閱讀體驗設計”上，也體現瞭極高的專業水準，這點很多同類書籍都未能做到位。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的難度是偏高的，它絕對不是給“零基礎小白”準備的入門讀物。在討論到接收機端的信號處理部分時，例如涉及卡爾曼濾波器的迭代優化和非綫性問題的處理時，需要讀者具備紮實的概率論和綫性代數基礎。我個人就不得不時不時地迴頭翻看幾年前的數學教材來鞏固知識點。但是，正是這種挑戰性，纔讓它充滿瞭價值。它就像一個嚴苛的導師，逼迫著讀者不斷地走齣舒適區，去掌握那些真正能解決實際問題的核心技術。對於已經在相關領域工作幾年，希望從“會用”升級到“精通”的工程師或者研究生來說，這本書提供瞭必要的理論深度和廣度。讀完之後，我感覺自己看待導航信號和乾擾問題的視角都變得更加立體和成熟瞭，不再滿足於錶麵的解決方案，而是開始追溯問題的根源。這本書絕對是值得反復研讀的工具書和參考手冊。