{RT}转发式卫星导航原理-施浒立,孙希延,李志刚 科学出版社 9787030255709 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

施浒立，孙希延，李志刚 著

图书标签:

• 卫星导航
• GNSS
• 转发式卫星导航
• 原理
• 技术
• 施浒立
• 孙希延
• 李志刚
• 科学出版社
• 9787030255709
• 导航定位

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030255709

商品编码：29754225025

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

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

精彩内容敬请期待

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

编辑推荐

精彩内容敬请期待

文摘

精彩内容敬请期待

序言

精彩内容敬请期待

GNSS（全球导航卫星系统）定位原理与应用 前言 自人类仰望星空以来，对自身位置的探索从未停止。从古代的星象导航，到近代的地面无线电导航，再到如今的卫星导航时代，人类对精准定位的需求日益增长，并不断推动着相关技术的飞速发展。全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS），如美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯GLONASS、欧洲的伽利略Galileo以及中国的北斗卫星导航系统（BDS），已成为现代社会不可或缺的基础设施。它们以其全球覆盖、高精度、高可靠性的特点，广泛应用于交通运输、测绘、地质勘探、农业、军事、通信以及个人生活等众多领域。 本书旨在深入浅出地介绍GNSS的各项核心原理，从最基本的导航信号产生、传输，到接收机如何捕捉和处理信号，再到最终实现精确定位，力求为读者构建一个系统而完整的GNSS知识体系。同时，我们将探讨GNSS在不同应用场景下的具体实现方式和关键技术，以期帮助读者理解GNSS技术的强大潜力，并激发进一步的研究和创新。 第一章 GNSS系统概述 本章首先将简要回顾导航定位技术的发展历程，重点介绍GNSS的出现及其颠覆性意义。随后，我们将对当前主流的GNSS系统进行分类和介绍，包括它们的系统构成、基本星座设计、轨道类型、信号频率以及各自的特点和优势。我们将以GPS为例，详细阐述其系统架构，包括空间段（卫星星座）、地面控制段（监控站、注入站、主控制站）和用户段（GNSS接收机）。在此基础上，我们将对GNSS的国际化发展趋势进行分析，以及多系统融合（如GPS+GLONASS+Galileo+BDS）对提升定位性能的巨大价值。 第二章 GNSS信号与导航电文 GNSS系统能够实现定位，其根本在于向地面广播导航信号。本章将深入探讨GNSS信号的生成与传播过程。我们将详细介绍导航信号的组成部分，包括载波信号、测距码（如C/A码、P码、M码）以及导航电文。 载波信号： 介绍GNSS系统使用的不同频率载波，如L1、L2、L5等，以及它们在信号带宽、传播特性方面的差异。 测距码： 详细讲解测距码的作用，即通过测量接收机接收到的伪随机噪声（PRN）码与本地产生的相同码序列之间的延迟，来计算卫星到接收机的距离（伪距）。我们将分析不同测距码的特点，如C/A码的公开性和P码的保密性。 导航电文： 阐述导航电文包含的关键信息，包括卫星星历（用于精确描述卫星轨道）、原子钟误差修正参数、电离层延迟修正参数、卫星健康状态以及接收机时间信息等。我们将介绍导航电文的结构和传输方式，例如GPS中的广播导航电文（MNAV）和精密广播导航电文（PNAV）。 第三章 GNSS接收机工作原理 GNSS接收机是用户获取导航信息的核心设备。本章将聚焦于GNSS接收机的内部工作机制，揭示其如何从微弱的卫星信号中提取可用信息。 信号捕获与跟踪： 介绍接收机如何搜索并捕获来自多颗卫星的微弱信号，以及如何通过锁相环（PLL）和延迟锁相环（DLL）等技术持续跟踪卫星信号的载波和测距码。 伪距测量： 详细解释接收机如何利用测距码的延迟来计算卫星与接收机之间的伪距离。我们将重点分析伪距测量中的误差源，如卫星钟差、接收机钟差、大气延迟（对流层和电离层）以及多路径效应。 载波相位测量： 介绍载波相位测量相比伪距测量的优势，即其更高的精度。我们将讲解载波相位测量的基本原理，以及如何进行整周模糊度（Ambiguity）的确定，这是实现厘米级甚至毫米级定位的关键。 数据解算： 阐述接收机如何根据测量到的伪距或载波相位数据，结合导航电文中提供的星历等信息，通过特定的算法（如最小二乘法、卡尔曼滤波等）计算出用户的三维位置、速度和时间（PVT）。 第四章 GNSS定位原理 本章将深入探讨GNSS实现定位的基本数学模型和核心原理。 三维单点定位（SPP）： 介绍利用至少四颗卫星的伪距信息，解算用户三维位置和接收机钟差的基本原理。我们将推导SPP的数学模型，并分析其精度限制。 差分GNSS（DGNSS）： 阐述差分技术如何通过基准站和移动接收机之间的协作，显著提高定位精度。我们将介绍两种主要的差分GNSS技术： 地面差分GNSS（DGPS）： 利用基准站测量到的伪距误差，通过改正信息播发给移动接收机，以修正其测量误差。 实时动态差分GNSS（RTK）： 基于载波相位测量，通过基准站和移动接收机之间的模糊度固定，实现厘米级甚至更高精度的实时定位。我们将重点介绍RTK的工作原理，包括基准站和移动接收机的数据处理流程，以及模糊度解算的关键技术。 精密单点定位（PPP）： 介绍PPP技术如何利用高精度的轨道和钟差产品，以及载波相位信息，实现无需基准站的全球高精度单点定位。我们将探讨PPP的两种模式：PPP-SPP（伪距）和PPP-AR（载波相位模糊度固定）。 组合导航： 讨论GNSS与其他导航技术（如惯性导航系统INS、里程计、视觉里程计等）的组合应用，以克服GNSS在遮挡区域的信号丢失问题，并进一步提升整体导航定位的鲁棒性和精度。 第五章 GNSS误差源分析与处理 GNSS定位精度受到多种误差源的影响。本章将对这些误差源进行详细的分析，并介绍相应的误差抑制和补偿方法。 卫星相关误差： 包括卫星钟差、卫星轨道误差。我们将介绍如何利用导航电文中的修正参数以及精密星历产品来减小这些误差的影响。 信号传播误差： 电离层延迟： 详细分析电离层对GNSS信号的影响，介绍单频和双频用户如何利用电离层模型或双频观测值进行修正。 对流层延迟： 阐述对流层（对流层和同温层）对GNSS信号传播的影响，介绍标准的对流层模型以及参数化模型。 多路径效应： 分析多路径效应产生的原因及其对测量结果的影响，介绍接收机硬件和算法上的抑制多路径技术。 接收机相关误差： 包括接收机钟差、接收机噪声、天线相位中心偏差。我们将讨论接收机设计和信号处理算法对这些误差的控制。 观测值本身误差： 如测量噪声、信号强度不足等。 第六章 GNSS应用技术与发展趋势 本章将聚焦于GNSS在不同领域的实际应用，并展望未来的发展方向。 交通运输： 自动驾驶汽车、航空导航、船舶导航、铁路调度等。 测绘与地理信息： 高精度地形测量、地籍测量、变形监测、GIS数据采集等。 地质与资源勘探： 地震监测、地壳形变测量、油气勘探等。 精密农业： 精准播种、施肥、农药喷洒、农机自动导航等。 授时应用： 通信基站、电力系统、金融交易等对高精度时间同步的需求。 科学研究： 大地测量学、地球动力学、气候变化研究等。 新兴应用： 室内定位、物联网（IoT）设备定位、无人机导航等。 未来发展趋势： 多系统融合与增强： 进一步发挥多GNSS系统的协同优势，以及地面增强系统（GBAS）和星基增强系统（SBAS）的作用，提升覆盖范围和可用性。 高精度与实时性： 不断提高定位精度，向厘米级、毫米级发展，并实现更快的实时性。 低功耗与小型化： 推动GNSS接收机向低功耗、小型化方向发展，以适应物联网和可穿戴设备的广泛应用。 智能化与自主化： 结合人工智能和机器学习技术，实现GNSS数据的智能处理和应用。 抗干扰与欺骗： 研发更有效的抗干扰和反欺骗技术，提高GNSS系统的鲁棒性。 与新兴技术融合： 例如与5G通信、北斗三号等区域性增强系统的融合，将催生更多创新的应用模式。 结论 GNSS技术作为一项革命性的定位、导航和授时技术，已经深刻地改变了我们的生活和社会运行方式。本书对GNSS的原理和应用进行了较为全面的阐述，希望能为广大读者提供一个清晰的认识框架，激发大家对GNSS技术的深入学习和探索。随着科技的不断进步，GNSS技术必将迎来更加辉煌的明天，并在未来的社会发展中扮演更加重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧设计确实是下了不少功夫的，拿到手里就能感觉到一种沉甸甸的学术气息。纸张的选择很考究，印刷质量也无可挑剔，即便是复杂的公式和图表，也呈现得清晰锐利，这对于阅读深度技术文献来说至关重要。我尤其欣赏它在章节结构上的组织方式，逻辑递进非常自然，仿佛作者带着读者一步步深入到这个专业领域的核心。初读时，你可能会觉得某些概念略显晦涩，但当你跟着书中的思路一步步推导下去，那些原本模糊不清的原理就像被点亮了一样，豁然开朗。作者似乎深谙初学者在面对全新理论时的困惑点，总能在关键节点提供恰到好处的旁注或案例来辅助理解。整本书散发着一种严谨的学术氛围，让人不自觉地放慢阅读速度，生怕遗漏了任何一个细微的推导过程。这种对细节的极致追求，使得这本书不仅是一本教科书，更像是一份精心制作的工艺品，值得在书架上细细品味和反复研读。即便是对于我们这些已经接触过相关领域的专业人士来说，它的深度和广度依然提供了很多值得重新审视和巩固的基础知识点，特别是对于早期理论模型的建立过程，阐述得尤为透彻。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构布局体现出一种清晰的层次感，从宏观的概念引入，到中观的系统架构描述，再到微观的具体信号处理流程，过渡得非常平滑。不同于有些教材中将所有数学推导挤压在一起的做法，这本书巧妙地利用了图文并茂的方式来辅助说明复杂的动态过程。特别是那些用来解释状态转移和观测更新的流程图，清晰直观，即使在没有阅读对应文字解释的情况下，也能大致把握其运行机制。这种设计极大地降低了初次接触复杂反馈控制系统的门槛。我发现，即便是面对那些我以为自己已经掌握了的概念，书中以新的视角和更精炼的数学表达重新呈现时，总能激发新的思考火花。它不仅仅是在传授“知识点”，更是在培养一种处理复杂、非线性系统的思维习惯，教会读者如何系统性地分解问题，并用数学语言去精确地描述和解决它们。这是一本能够真正提升读者解决复杂工程问题的“内功心法”式的书籍。

评分☆☆☆☆☆

与其他一些侧重于算法实现或应用案例的著作相比，这本书的立足点显然更为根本和基础。它没有急于展示那些光鲜亮丽的最新成果，而是扎扎实实地回溯到了整个理论体系的基石之上，详细剖析了每一个核心假设和数学模型的由来。我个人非常欣赏这种“追本溯源”的编写哲学。在快速迭代的技术领域，很多新方法往往是建立在对旧理论的局部修正或拓展之上的，如果对这些基础原理理解不够透彻，后续的学习就会像空中楼阁。这本书就像一个坚实的地基，确保了你未来在这个领域构建的知识大厦是稳固的。书中对于一些经典问题的不同解耦思路和数学建模的权衡利弊分析得非常精到，这对于一个想成为架构师而非仅仅是实现者的读者来说，提供了宝贵的思维框架。读完后，你会发现自己看问题的视角都有了微妙的提升，不再满足于“能用”的层面，而是开始探究“为什么是这样”的深层逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的专业术语使用达到了教科书级别的精确性，几乎没有模糊地带。每一个定义的引入都伴随着清晰的数学背景和物理意义的阐释，这极大地减少了跨领域交流时的歧义。我特别关注了其中关于某些关键参数敏感性分析的部分，作者的处理方式非常细致，不仅给出了理论上的界限，还结合了实际测量中的噪声影响进行了探讨，显示出作者深厚的工程实践经验。对于需要进行理论研究或者系统设计的人员来说，这种将纯理论与工程实际无缝对接的处理方式是极其宝贵的财富。它不是那种只停留在纸面上讨论的“空中楼阁”，而是真正能够指导实践的工具。同时，书中的引用和参考文献部分做得也相当规范，体现了严谨的学术态度，如果想沿着某个特定方向深入挖掘，沿着这些线索进行拓展也是非常方便的。整体而言，这本书更像是一本工具书和深度学习资料的完美结合体，适合作为案头常备的参考资料。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的行文风格呈现出一种罕见的、近乎“冷峻”的客观性，几乎没有多余的、煽动性的语言来烘托气氛，完全是纯粹的知识传递。它更像是一位资深工程师在跟你进行一次极其深入且不带任何主观色彩的技术汇报。这种风格的优点在于，它迫使读者将注意力完全集中在公式推导和理论模型的内在逻辑上，极大地提升了学习的效率，因为你不会被任何“花哨”的叙述分散心神。然而，对于那些习惯于被“故事化”或“情景化”引导的学习者来说，初期可能会感到有些吃力。你需要投入更多的认知资源去主动构建知识间的联系。我发现，配合一些辅助的工具书或者网络资源，在遇到特别抽象的数学描述时进行交叉验证，能让理解事半功倍。这本书的价值恰恰在于它的“不妥协”，它要求读者用最纯粹的学术思维去接受和消化这些前沿的理论框架，培养的不仅是专业知识，更是一种严谨的科学求证精神。每一次翻阅，都像是在和作者进行一场严肃的智力对话，充满了挑战性但回报丰厚。