GPS原理與應用

內容概要

　　《GPS原理與應用（第2版）》系統(tǒng)、深入地闡述了GPS的發(fā)展背景、基本原理、系統(tǒng)構成、信號特性、接收機信號處理、信道惡化及抗干擾、GPS性能評估、差分技術、與其它傳感器的組合和網絡輔助、GALILEO及其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)、GNSS市場和應用。本書內容豐富，實用性強，理論分析清楚，工程示例翔實，充分反映了近年來的新技術和新成果，是衛(wèi)星導航領域的一本優(yōu)秀參考書。

作者簡介

作者:(美)kaplan

書籍目錄

第1章緒論 1.1引言 1.2GPS計劃簡史 1.3GPS概述 1.4GPS現代化計劃 1.5GALILEO衛(wèi)星系統(tǒng) 1.6俄羅斯GLONASS系統(tǒng) 1.7中國北斗系統(tǒng) 1.8各種增強措施 1.9市場與應用 1.10本書的組織 參考文獻 第2章衛(wèi)星導航原理 2.1利用到達時間測量值測距的原理 2.2參考坐標系 2.3衛(wèi)星軌道的基礎知識 2.4利用偽隨機噪聲碼確定位置 2.5求解用戶的速度 2.6時間和GPS 參考文獻 第3章GPS系統(tǒng)的段 3.1GPS系統(tǒng)概述 3.2空間段描述 3.3控制段 3.4用戶段 參考文獻 第4章GPS衛(wèi)星信號的特性 4.1概述 4.2衛(wèi)星導航中的調制 4.3傳統(tǒng)GPS信號 4.4導航電文格式 4.5現代化的GPS信號 4.6總結 參考文獻 第5章衛(wèi)星信號的捕獲、跟蹤與數據解調 5.1概述 5.2GPS接收機的碼和載波跟蹤 5.3載波跟蹤環(huán) 5.4碼跟蹤環(huán) 5.5環(huán)路濾波器 5.6測量誤差和跟蹤門限 5.7偽距、Δ偽距和積分多普勒的形成 5.8信號捕獲 5.9接收機初始工作的順序 5.10數據解調 5.11特殊的基帶功能 5.12數字處理的使用 5.13關于室內應用 5.14無碼與半無碼處理 參考文獻 第6章干擾、多徑和閃爍 6.1概述 6.2射頻干擾 6.3多徑 6.4電離層閃爍 參考文獻 第7章獨立式GPS的性能 7.1引言 7.2測量誤差 7.3PVT估計概念 7.4GPS可用性 7.5GPS完好性 7.6連續(xù)性 7.7測得的性能 參考文獻 第8章差分GPS 8.1引言 8.2GPS誤差的空間和時間相關特性 8.3基于碼的技術 8.4基于載波的技術 8.5電文格式 8.6實例 參考文獻 第9章GPS與其他傳感器的組合及網絡輔助 9.1概述 9.2GPS/慣性導航組合 9.3陸路車輛系統(tǒng)中的傳感器組合 9.4網絡輔助 參考文獻 第10章伽利略系統(tǒng) 10.1GALILEO計劃的目的 10.2GALILEO服務與性能 10.3GALILEO頻率規(guī)劃和信號設計 10.4GPS與GALILEO的互操作 10.5系統(tǒng)結構 10.6GALILEOSAR體系結構 10.7GALILEO開發(fā)計劃 參考文獻 第11章其他衛(wèi)星導航系統(tǒng) 11.1俄羅斯GLONASS系統(tǒng) 11.2中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng) 11.3日本QZSS計劃 致謝 參考文獻 第12章GNSS的市場和應用 12.1GNSS：基于使能技術的綜合市場 12.2GNSS民用導航應用 12.3測繪、地圖繪制和地理信息系統(tǒng)中的GNSS 12.4基于GNSS產品的娛樂市場 12.5GNSS時間傳遞 12.6差分應用和服務 12.7GNSS和遠程信息系統(tǒng)及LBS 12.8GNSS的創(chuàng)造性應用 12.9政府和軍事應用 12.10特定市場的用戶設備需求 12.11GNSS行業(yè)的財務預測 參考文獻 附錄A最小二乘和加權最小二乘估計 附錄B頻率源穩(wěn)定度的測量方法 附錄C自由空間傳播損耗 索引

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   第3章GPS系統(tǒng)的段 3.1 GPS系統(tǒng)概述 全球定位系統(tǒng)（GPS）由3個段組成：衛(wèi)星星座、地面控制／監(jiān)測網絡和用戶接收設備。GPS聯(lián)合計劃辦公室（JPO）對這些組成部分的正式計劃性術語分別是空間、控制和用戶設備區(qū)段。衛(wèi)星星座包括在軌衛(wèi)星，它們向用戶設備提供測距信號和數據電文?？刂贫危–S）對空間的衛(wèi)星進行跟蹤和維護，CS監(jiān)測衛(wèi)星的健康狀況和信號的完好性，并維持衛(wèi)星的軌道布局。此外，CS更新衛(wèi)星的時鐘校正量和星歷，以及其他許多對確定用戶位置、速度和時間（PVT）至關重要的參數。最后，用戶接收機設備（即用戶段）完成導航、授時和其他有關的功能（例如測繪）。下面首先對每個系統(tǒng)段進行概述，然后從3.2節(jié)開始對每個系統(tǒng)段做進一步敘述。 3.1.1空間段概述 空間段即衛(wèi)星星座，用戶根據該星座的衛(wèi)星進行測距測量?？臻g飛行器（SV，即衛(wèi)星）發(fā)射進行測距測量的PRN碼信號。GPS系統(tǒng)對用戶來說是無源系統(tǒng)，即GPS系統(tǒng)只發(fā)射信號，而用戶只接收信號。所以，可以有無數的用戶同時使用GPS系統(tǒng)。衛(wèi)星發(fā)射的測距信號由包含衛(wèi)星位置信息的數據進行調制。衛(wèi)星包括有效載荷和飛行器控制子系統(tǒng)。最主要的有效載荷是導航載荷，用于GPS PVT任務；其他有效載荷包括核爆炸檢測系統(tǒng)（NUDET），用于檢測和報告基于地球的輻射現象。飛行器控制子系統(tǒng)完成諸如維持衛(wèi)星指向地球、太陽能板指向太陽等功能。 3.1.2控制段概述 控制段（CS）負責維護衛(wèi)星和維持其正常功能，包括將衛(wèi)星保持在正確的軌道位置（稱為位置保持）和監(jiān)測衛(wèi)星子系統(tǒng)的健康與狀況。CS也監(jiān)測衛(wèi)星的太陽能電池、電池的功率電平以及用于機動的推進燃料量。此外，CS還激活備份衛(wèi)星（如果可用）以維持系統(tǒng)的可用性。CS至少每天更新一次每顆衛(wèi)星的時鐘、星歷和歷書，以及在導航電文中的其他指示量。當需要提高導航精度的時候，更新將更加頻繁（頻繁的時鐘和星歷更新降低了由空間和控制因素所產生的測距誤差。 在3.3.1.4節(jié)和7.2節(jié)中，將進一步詳細地介紹頻繁的時鐘和星歷更新的影響）。 星歷參數是對GPS衛(wèi)星軌道的精密擬合，對于每天一次的常規(guī)上行加載時問表，只在4 h的間隔內有效。根據不同的衛(wèi)星批號，導航電文數據可以存儲從最短14天到最長210天的期限，對于不頻繁的每兩周一次的上載，擬合間隔為4或6 h；如果超過兩周不能上載，擬合間隔為6 h以上。歷書是星歷參數的一個簡化的子集，其精度也要低一些。歷書由15個星歷軌道參數中的7個組成。歷書數據用來預測近似的衛(wèi)星位置，并輔助對衛(wèi)星信號的捕獲。此外，cs判定衛(wèi)星的異常，控制SA和AS，并在遠程監(jiān)測站進行偽距和載波相位測量，以確定星鐘改正數、歷書和星歷。為完成上述功能，控制段由3個不同的物理部分組成：主控站（MCS）、監(jiān)測站和地面天線。

編輯推薦

《GPS原理與應用(第2版)》可以作為衛(wèi)星導航定位及相關領域的系統(tǒng)設計師、算法設計師、軟硬件工程師和科技工作者的業(yè)務工具書，也可作為高校相關專業(yè)教師和研究生教學的教材和參考書。

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