转发式卫星导航原理 9787030255709 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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施浒立，孙希延，李志刚 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030255709

商品编码：29641077043

包装：精装

出版时间：2009-10-01

图书基本信息
图书名称	转发式卫星导航原理	作者	施浒立,孙希延,李志刚
定价	48.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030255709	出版日期	2009-10-01
字数		页码
版次	1	装帧	精装
开本	16开	商品重量	0.558Kg

内容简介

本书在继承和吸收GPS类直播式卫星导航优势和特色的基础上，深入分析和总结了由我国科学家自主发明和实践的基于同步通信卫星的转发式卫星导航系统，包括定位、测速、测姿和授时的原理等，并对转发式卫星导航系统中存在的误差问题作了较深入的分析，对系统的工程实用化问题进行了探讨和论证。 　　本书可供从事和关心卫星导航的大学生、研究生、科技工作者在开展导航系统学习、研究、开发和应用时参阅。

作者简介

目录

序 前言 章 卫星导航概论 　1.1 外卫星导航定位系统的现状 　1.2 卫星导航定位技术的发展趋势 　1.3 发展我国自主卫星导航系统面临的关键技术 　参考文献 第2章 转发式卫星导航定位原理 　2.1 转发式卫星导航设计理念 　2.2 转发式卫星导航系统组成 　2.3 高空位置测量基准和卫星精密测定轨原理 　　2.3.1 高空卫星位置测量基准 　　2.3.2 卫星精密测轨定轨原理 　　2.3.3 卫星测轨方法 　　2.3.4 卫星轨道的预报 　2.4 伪码测距原理和伪距概念 　　2.4.1 伪码测距原理 　　2.4.2 伪距概念 　　2.4.3 信号体制 　2.5 转发式卫星导航的定位原理 　　2.5.1 坐标系 　　2.5.2 伪距空间交会定位原理 　　2.5.3 载波相位测量定位原理 　　2.5.4 多普勒定位工作原理 　2.6 转发式卫星导航定位数学模型 　　2.6.1 虚拟原子钟概念及模型 　　2.6.2 虚拟星座概念及模型 　　2.6.3 导航测轨一体化及复合模型 　　2.6.4 地球椭球面约束模型 　　2.6.5 相对伪距差概念及双曲面交会模型 　　2.6.6 小结 　参考文献 第3章 定位测量方程解的探讨 　3.1 定位测量方程球面交会解的求解方法 　　3.1.1 线性化迭代求解法 　　3.1.2 小二乘法 　　3.1.3 二分均衡迭代解法 　　3.1.4 高阶消元解法 　3.2 高程约束的卫星定位测量方程的求解 　　3.2.1 椭球约束方程全微分处理解法 　　3.2.2 高程约束微分处理解法 　　3.2.3 地球椭球方程在方程组外作为约束条件的解法 　　3.2.4 地球高程作为约束条件时的二分均衡迭代解法 　　3.2.5 小结 　3.3 定位测量方程的双曲面交会解的求解方法 　3.4 解性能探讨 　　3.4.1 方程组性态分析 　　3.4.2 系数矩阵的奇异特性 　　3.4.3 右端项准确化 　　3.4.4 解的迭代格式 　　3.4.5 误差量未知数化 　　3.4.6 约束解 　　3.4.7 多导航信息融合解 　　3.4.8 冗余解 　　3.4.9 小结 　参考文献 第4章 转发式卫星导航的测速原理 　4.1 转发式卫星导航测速设计理念 　4.2 多普勒测速原理 　4.3 频率偏移分解 　　4.3.1 转发式卫星导航下行载频生成原理 　　4.3.2 转发式卫星导航下行载波频漂分析 　4.4 频率改正的多普勒测速原理 　　4.4.1 上行频率实时调整方法 　　4.4.2 广播用户频率修正模型 　4.5 差频多普勒测速原理 　　4.5.1 双频测速方式 　　4.5.2 双频测速对系统中相关频率源的要求 　　4.5.3 双频频差测试 　4.6 卡尔曼滤波实现转发式卫星的动态定位及测速 　参考文献 第5章 转发式卫星导航测姿原理 　5.1 姿态确定的数学背景 　　5.1.1 方向余弦 　　5.1.2 四元数 　　5.1.3 欧拉角 　5.2 坐标转换确定姿态原理 　5.3 矢量小二乘法确定姿态原理 　5.4 利用转发式卫星导航确定姿态的状态估计法 　　5.4.1 双差干涉观测 　　5.4.2 运动模型和姿态动力学 　5.5 转发式卫星测姿精度的分析 　参考文献 第6章 转发式卫星导航授时原理 　6.1 时间概念 　6.2 转发式卫星授时基础 　　6.2.1 CAPST 　　6.2.2 时间传递 　6.3 CAPS定时 　　6.3.1 用户相对于CAPS时间的钟差 　　6.3.2 CAPS定时原理 　　6.3.3 CAPS定时误差分析 　　6.3.4 CAPS定时方法 　6.4 CAPS校频 　　6.4.1 时差法校频 　　6.4.2 数字综合法校频 　6.5 其他高精度时间传递方法 　　6.5.1 卫星双向时间比对技术 　　6.5.2 载波相位法 　参考文献 第7章 系统误差分析 　7.1 误差定义 　7.2 误差方程讨论 　　7.2.1 经典卫星定位的误差方程 　　7.2.2 经典卫星导航的几何精度因子 　　7.2.3 测速精度分析 　7.3 误差源分析 　　7.3.1 卫星的主要误差 　　7.3.2 信号传播中的主要误差 　　7.3.3 与接收设备有关的误差 　7.4 误差改正模型 　　7.4.1 误差逼近修正模型 　　7.4.2 求差法 　　7.4.3 标校解 　　7.4.4 差分解 　　7.4.5 测量反馈修正法 　　7.4.6 冗余法和数据平滑 　参考文献 第8章 转发式卫星导航工程化论证 　8.1 功率保证 　　8.1.1 传输方程 　　8.1.2 传输损耗和噪声 　　8.1.3 卫星链路分析 　8.2 星座布局优化 　　8.2.1 转发式卫星导航全球系统星座仿真 　　8.2.2 亚洲局域系统星座仿真 　　8.2.3 中国局域系统星座仿真 　8.3 抗干扰问题和生存能力 　　8.3.1 转发式卫星导航系统干扰特性 　　8.3.2 转发式卫星导航系统干扰门限 　　8.3.3 转发式卫星导航系统干扰的影响 　　8.3.4 抗干扰问题 　8.4 通信导航一体化 　　8.4.1 概述 　　8.4.2 转发式卫星导航系统中的通信系统 　参考文献 第9章 转发式卫星导航展望 　9.1 转发式卫星导航系统的创新点 　9.2 转发式卫星导航原理精度极高 　9.3 转发式卫星导航的其他优势 　9.4 市场呼唤转发式卫星导航系统 　参考文献 附录 　附录A 坐标系说明 　附录B 坐标系之间的转换 　附录C 四元数与欧拉角之间的关系 　参考文献

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文摘

序言

《卫星导航系统及其应用》 内容简介 本书系统阐述了当前全球主流的卫星导航系统（GNSS）及其核心原理，并深入探讨了这些系统在各个领域的广泛应用。全书以严谨的科学态度，结合最新的技术发展和工程实践，为读者构建了一个关于卫星导航的全面认知框架。 第一部分：卫星导航系统概述与基本原理 本部分首先对卫星导航系统的发展历程进行了简要回顾，重点介绍了全球四大主要卫星导航系统：美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS）、欧洲的伽利略系统（Galileo）以及中国的北斗卫星导航系统（BDS）。我们将逐一解析这些系统的发展背景、设计理念、星座布局以及各自的特点和优势。 随后，本书将深入浅出地讲解卫星导航系统的基本工作原理。这包括： 卫星星座设计： 详细介绍不同GNSS系统的卫星数量、轨道参数（如轨道高度、倾角、轨道周期）、轨道类型（如中圆轨道MEO、地球静止轨道GEO、倾斜地球同步轨道IGSO）以及星座构型（如三层、双层、混合构型）的设计原则，以及这些设计如何确保全球范围内的连续覆盖和可用性。 信号生成与传播： 阐述GNSS卫星如何生成导航信号，信号的组成部分（如伪随机噪声码PRN、导航电文、载波），以及信号在传播过程中可能遇到的各种影响，例如电离层延迟、对流层延迟、多径效应和卫星钟差。 接收机工作流程： 详细解析GNSS接收机如何捕获、跟踪卫星信号，如何解码导航电文，如何测量伪距和载波相位，以及如何通过各种测量值进行导航定位。 定位原理： 深入讲解基于伪距测量的三维定位原理，即“距离-距离”测量法（三边测量法）和四边测量法。在此基础上，进一步介绍基于载波相位测量的精密定位技术，如实时动态（RTK）和精密单点定位（PPP），并分析其精度优势和适用场景。 导航电文内容： 详细解读导航电文中包含的关键信息，包括卫星星历（提供卫星精确轨道位置）、卫星钟差（用于校正卫星原子钟的误差）、电离层模型参数、 almanac（包含所有卫星的概略轨道信息，用于快速捕获信号）以及闰秒信息等。 误差源分析与削弱： 全面分析影响GNSS定位精度的各种误差源，包括卫星钟差、轨道误差、电离层和对流层延迟、接收机硬件误差、多径效应、接收机钟差以及视线遮挡等。在此基础上，详细介绍常用的误差削弱技术，如差分技术（DGPS）、组合导航技术、多频信号利用、接收机天线设计以及先进的滤波算法。 第二部分：卫星导航系统的关键技术与发展趋势 本部分将聚焦于支撑卫星导航系统运行和不断发展的关键技术，并展望未来的发展方向。 高精度导航技术： 差分GPS（DGPS）： 介绍陆地差分、广域差分（WADGPS）和星基差分（SBAS）等差分技术的原理、实现方式以及在提高定位精度方面的作用。 实时动态（RTK）技术： 详细阐述RTK技术的工作原理，包括基站和移动站的配合、模糊度固定、载波相位测量以及数据传输协议。分析RTK在测量、工程、农林等领域的应用。 精密单点定位（PPP）技术： 解释PPP技术如何利用精密星历和钟差信息实现单接收机的高精度定位，并介绍PPP-RTK等融合技术。 多模/多频接收机技术： 分析不同GNSS系统共存以及同一系统多频率信号的优势，介绍多模/多频接收机如何通过融合不同系统的信号来提高可用性、可靠性和精度。 抗干扰与抗欺骗技术： 干扰的类型与机理： 介绍常见的干扰源（如雷达、通信设备、恶意干扰器）以及干扰对GNSS信号的影响。 干扰抑制技术： 探讨波束形成天线、自适应滤波、信号识别与抑制等抗干扰技术。 欺骗信号的识别与防御： 分析欺骗攻击的原理，介绍利用信号特征分析、多源信息融合等方法来检测和防御欺骗信号。 组合导航技术： 惯性导航系统（INS）： 详细介绍INS的基本原理，包括加速度计和陀螺仪的工作方式，以及其在短时间内的独立定位能力。 GNSS/INS组合导航： 深入探讨GNSS与INS融合的必要性，并详细介绍卡尔曼滤波（KF）、扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）等滤波算法在融合过程中的应用，以实现更连续、更可靠、更高精度的定位。 其他传感器融合： 简要介绍轮速计、磁力计、气压计等其他传感器与GNSS/INS的融合应用，以进一步提升导航性能。 低成本GNSS芯片与模组： 介绍当前GNSS芯片和模组在小型化、低功耗、低成本方面的技术进展，以及这些进展如何推动GNSS在消费电子产品中的普及。 GNSS与其他定位技术融合： 探讨GNSS与Wi-Fi定位、蓝牙信标定位、蜂窝网络定位、室内定位技术（如UWB、视觉里程计）的融合，以实现室内外无缝连续的定位服务。 第三部分：卫星导航系统的广泛应用 本部分将系统展示卫星导航技术在各行各业的丰富应用，体现其作为现代社会基础设施的重要地位。 交通运输领域： 车辆导航与定位： 从车载导航系统到ADAS（高级驾驶辅助系统）和自动驾驶，详细阐述GNSS在汽车领域的应用。 航空导航： 介绍GNSS在飞机起降、航路导航、搜救等方面的应用，以及对传统导航方式的替代。 船舶导航： 讲解GNSS在船舶定位、航线规划、避碰、港口作业等方面的作用。 铁路运输： 介绍GNSS在列车自动运行、调度指挥、货运追踪等方面的应用。 测绘与地理信息： 高精度地形测绘： 阐述RTK和PPP技术在地图绘制、土地测量、工程放样中的核心作用。 地理信息系统（GIS）： 介绍GNSS作为GIS数据采集的直接手段，如何构建和更新地理空间数据库。 地球科学研究： 探讨GNSS在地球动力学研究（如板块运动、地壳形变）、大气探测（如电离层、对流层延迟测量）等方面的应用。 应急响应与公共安全： 搜救行动： 介绍GNSS在定位遇险人员、规划搜救路线、指挥协调中的关键作用。 灾害监测与预警： 阐述GNSS在监测地震、滑坡、火山爆发等自然灾害时的形变测量能力。 警务与消防： 介绍GNSS在警车调度、犯罪现场勘查、人员定位等方面的应用。 时间和授时： 高精度时间同步： 深入讲解GNSS作为全球最高精度的时间源之一，如何为通信网络、金融交易、电力系统等提供精确的授时服务。 授时误差的分析与修正： 介绍卫星钟差、信号传播延迟等因素对授时精度的影响，以及相应的修正方法。 大众消费领域： 智能手机与穿戴设备： 介绍GNSS在位置服务、导航、运动记录、共享出行等方面的普及应用。 共享经济： 阐述GNSS在共享单车、共享汽车、无人机配送等场景中的定位与调度作用。 智慧城市： 探讨GNSS在智能交通、公共设施管理、环境监测等方面的贡献。 农业与林业： 精准农业： 介绍GNSS在农田测绘、变量施肥、精准播种、农药喷洒、作物监测等方面的应用，提高农业生产效率和资源利用率。 林业管理： 讲解GNSS在森林资源调查、病虫害监测、防火巡检等方面的作用。 其他新兴应用： 低空飞行器（无人机）导航： 介绍GNSS在无人机自主飞行、航拍、侦察、物流配送等领域的关键性。 机器人导航： 探讨GNSS在室外移动机器人、自主车辆等领域的定位与路径规划。 物联网（IoT）设备定位： 介绍GNSS如何为各种联网设备提供位置信息，实现智能化管理。 总结与展望 本书在系统介绍卫星导航系统原理和技术的同时，也着重于展现其在现实世界中的广泛应用。随着技术的不断进步，未来的卫星导航系统将更加智能化、精准化、可靠化，并在更多领域发挥不可替代的作用。本书旨在为读者提供一个深入了解卫星导航世界的窗口，无论是专业技术人员、学生学者，还是对该领域感兴趣的普通读者，都能从中获得丰富的知识和启发。

评分☆☆☆☆☆

从装帧设计上看，这本书虽然朴实，但透着一股严肃的学术气息，封面和内文设计都体现了对知识本身的尊重。我的阅读体验是，这本书需要一个相对安静、不受干扰的环境来细细品味。我发现作者在描述一些关键概念时，会采用一种对比性的叙述方式，比如将两种不同的滤波算法进行优劣对比，这种结构让读者能够非常直观地把握不同技术路径的权衡取舍。例如，在处理信号衰减和干扰抑制的章节，作者不仅仅是罗列了现有技术，更深入探讨了它们在资源受限场景下的性能边界。这使得读者在面对实际工程限制时，能够做出更加明智的技术选型决策。这本书的价值，我认为更多体现在它提供了一种系统性的、多维度的分析框架，而不是仅仅局限于介绍某个孤立的技术点。它成功地将天体测量学的严谨性与现代信息科学的灵活性结合了起来，构筑了一个坚实的知识殿堂。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我有些担心这本厚厚的书会是那种学院派的、脱离实际的理论大杂烩。毕竟卫星导航技术更新极快，理论跟不上实践很容易就过时了。然而，这本书的厉害之处在于，它成功地将那些看似抽象的数学原理，通过非常贴近工程实际的例子串联起来。我尤其喜欢它在讨论系统架构时，总是会穿插一些实际案例的分析，比如某个特定任务环境下，选择A方案比B方案的优势在哪里，以及背后的物理制约是什么。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的写作手法，极大地增强了阅读的趣味性和实用性。作者的语言风格非常沉稳、内敛，没有过多花哨的修饰，每一个句子都仿佛经过了精密的计算，直击要害。对于那些希望从工程层面深入理解转发机制的工程师来说，这本书无疑是一本不可多得的案头宝典，它提供的不仅仅是“怎么做”的答案，更是“为什么”的深刻理解，这才是区分优秀技术书籍和普通读物的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，对于我们这些长期在空间信息领域摸爬滚打的人来说，简直就像是久旱逢甘霖。我之前接触过一些泛泛而谈的导航概论，但真正聚焦到“转发式”这种特定架构，并进行系统性梳理的中文著作是相当少见的。这本书没有浪费篇幅在那些已经被说烂的背景介绍上，而是直接切入核心——如何高效、准确地实现信号的捕获、跟踪与解算。我特别欣赏作者在阐述复杂算法时，那种抽丝剥茧般的耐心和严谨。比如，它对多径效应的建模和补偿策略的讨论，简直是教科书级别的范例，我甚至对照着自己的项目数据进行了验证，发现书中的模型非常贴合实际工程中的复杂环境。虽然书中的某些章节涉及的高级统计学方法让我不得不去查阅额外的参考资料，但这恰恰说明了作者没有选择“注水”式的简化处理，而是坚持了学术的深度和专业性。读完一个段落，常常有一种豁然开朗的感觉，它不仅仅是知识的堆砌，更像是经验的凝练和智慧的传递，让人感觉物有所值。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的评价是：它是一部极具挑战性但回报丰厚的专业著作。我注意到作者在引用文献时，涵盖了从经典的奠基性工作到近几年的国际顶级会议论文，显示出作者对该领域研究脉络的全面掌控。书中的图表绘制得非常清晰细致，每一个示意图都承载了大量的信息量，配合文字解读，极大地降低了理解复杂流程图的难度。我花了大量时间研究了其中关于时钟同步和频率合成的部分，发现它对现代导航系统的鲁棒性设计提供了非常重要的理论支撑。与其他同类书籍相比，它在处理非线性问题时的数学工具选择显得尤为成熟和高效。虽然这本书的受众定位明确，可能不太适合完全没有理工科背景的读者，但对于研究生甚至初入职场的科研人员来说，它更像是一本可以反复阅读、常读常新的参考手册。它迫使读者动脑筋去思考，而不是被动接受信息，这种思维上的训练本身就价值连城。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《转发式卫星导航原理》，书号是9787030255709。 拿到这本书的时候，我满怀期待，毕竟导航技术在现代社会的应用越来越广泛，这本书的书名听起来就非常专业，直指卫星导航的核心机制。我主要关注的是它对“转发式”这一特定工作模式的阐述是否深入。翻开目录，看到章节结构安排得很有层次感，从基础理论到具体应用，脉络清晰。我尤其感兴趣的是它在信号处理和定位算法上的论述，希望能够从中找到一些前沿的思路。不过，由于我对相关基础知识的掌握程度有限，初读时感觉有些吃力，很多数学推导和公式需要反复琢磨，这可能说明这本书的深度是偏向于研究人员或高年级学生的。我对其中关于误差源分析和抑制方法的介绍抱有很高的期望，因为这直接关系到导航系统的实际精度。总体来说，这本书的排版和印刷质量都很不错，文字也比较严谨，可以看出是下了真功夫的。希望通过细致研读，能对这个领域建立一个全面且扎实的认知框架。我对它如何平衡理论的深度与工程实践的结合点非常好奇，这通常是这类专业书籍能否真正打动读者的关键。