定 價(jià)：38 元
叢書名：工業(yè)和信息化部“十二五”規(guī)劃教材
- 作者：趙剡，吳發(fā)林，劉楊 著
- 出版時(shí)間：2016/5/1
- ISBN：9787512421080
- 出 版 社：北京航空航天大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TN967.1
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16K
高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)（十二五）
本書綜合分析了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和地位,提出了高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的內(nèi)容范圍;作為基礎(chǔ)理論較為系統(tǒng)地介紹了GNSS系統(tǒng)的組成、時(shí)空參照系統(tǒng)、信號(hào)結(jié)構(gòu)、觀測(cè)量測(cè)量原理以及定位解算方法;詳細(xì)地闡述了GNSS接收機(jī)、GNSS差分、高精度動(dòng)態(tài)定位、GPS/INS組合導(dǎo)航、GNSS姿態(tài)測(cè)量等高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)涉及的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信息處理理論和方法。
本書可以作為研究生和本科高年級(jí)學(xué)生的教材或教學(xué)參考書,也可以作為從事導(dǎo)航專業(yè)特別是從事衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用的工程技術(shù)人員和科技工作者的技術(shù)參考書。
第1章 概 論…………………………………………………………………………………… 1
1.1 現(xiàn)代主要導(dǎo)航技術(shù)……………………………………………………………………… 1
1.2 衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀…………………………………………………………… 5
1.3 高精度衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)…………………………………………………………………… 11
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 14
第2章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基礎(chǔ)…………………………………………………………………… 15
2.1 GNSS時(shí)空參照系統(tǒng)和軌道…………………………………………………………… 15
2.1.1 GNSS坐標(biāo)系統(tǒng)…………………………………………………………………… 15
2.1.2 GNSS時(shí)間系統(tǒng)…………………………………………………………………… 19
2.1.3 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)及其軌道參數(shù)…………………………………………………………… 22
2.1.4 衛(wèi)星軌道攝動(dòng)……………………………………………………………………… 24
2.1.5 衛(wèi)星星歷…………………………………………………………………………… 26
2.1.6 衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算……………………………………………………………………… 27
2.2 GNSS信號(hào)……………………………………………………………………………… 31
2.2.1 信號(hào)結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………… 32
2.2.2 導(dǎo)航電文…………………………………………………………………………… 35
2.2.3 信號(hào)擴(kuò)頻與調(diào)制…………………………………………………………………… 41
2.3 GNSS觀測(cè)量與誤差分析……………………………………………………………… 43
2.3.1 碼偽距測(cè)量………………………………………………………………………… 43
2.3.2 載波相位偽距測(cè)量………………………………………………………………… 45
2.3.3 誤差來源及分析…………………………………………………………………… 46
2.4 位置、速度和時(shí)間解算………………………………………………………………… 49
2.4.1 基于碼偽距的解算………………………………………………………………… 49
2.4.2 基于載波相位的解算……………………………………………………………… 52
2.4.3 定位精度的幾何評(píng)價(jià)……………………………………………………………… 54
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 56
第3章 GNSS接收機(jī)………………………………………………………………………… 59
3.1 概 述…………………………………………………………………………………… 59
3.1.1 GNSS接收機(jī)的發(fā)展歷程………………………………………………………… 59
3.1.2 GNSS接收機(jī)的類型……………………………………………………………… 61
3.1.3 GNSS接收機(jī)的體系結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 61
3.2 天線及射頻信號(hào)處理…………………………………………………………………… 64
3.2.1 天 線……………………………………………………………………………… 64
3.2.2 射頻信號(hào)處理……………………………………………………………………… 65
3.3 中頻信號(hào)處理———信號(hào)捕獲…………………………………………………………… 67
3.3.1 捕獲的基本原理…………………………………………………………………… 67
3.3.2 常用捕獲算法……………………………………………………………………… 68
3.3.3 信號(hào)檢測(cè)與判決…………………………………………………………………… 72
3.3.4 捕獲與跟蹤的轉(zhuǎn)換………………………………………………………………… 74
3.3.5 微弱信號(hào)捕獲……………………………………………………………………… 75
3.4 中頻信號(hào)處理———信號(hào)跟蹤…………………………………………………………… 77
3.4.1 跟蹤的基本原理…………………………………………………………………… 77
3.4.2 常用的跟蹤算法…………………………………………………………………… 77
3.4.3 跟蹤環(huán)路的數(shù)學(xué)模型……………………………………………………………… 79
3.4.4 跟蹤帶寬與濾波器設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 83
3.4.5 跟蹤誤差下界……………………………………………………………………… 84
3.4.6 矢量跟蹤環(huán)路……………………………………………………………………… 86
3.5 基帶信號(hào)處理———同步與解調(diào)………………………………………………………… 87
3.5.1 信號(hào)同步…………………………………………………………………………… 87
3.5.2 導(dǎo)航電文解調(diào)……………………………………………………………………… 90
3.5.3 高精度量測(cè)值的產(chǎn)生……………………………………………………………… 90
3.5.4 信道干擾對(duì)測(cè)量精度的影響……………………………………………………… 94
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 96
第4章 差分GNSS技術(shù)……………………………………………………………………… 97
4.1 差分定位原理…………………………………………………………………………… 97
4.1.1 偽距觀測(cè)量誤差分析……………………………………………………………… 97
4.1.2 衛(wèi)星軌道參數(shù)誤差影響分析……………………………………………………… 99
4.1.3 差分系統(tǒng)分類…………………………………………………………………… 100
4.2 碼差分定位…………………………………………………………………………… 101
4.2.1 碼偽距差分系統(tǒng)定位方法……………………………………………………… 101
4.2.2 局域差分系統(tǒng)定位方法………………………………………………………… 103
4.2.3 廣域差分系統(tǒng)定位方法………………………………………………………… 103
4.3 載波相位觀測(cè)量差分………………………………………………………………… 106
4.3.1 單 差…………………………………………………………………………… 107
4.3.2 雙 差…………………………………………………………………………… 109
4.3.3 三 差…………………………………………………………………………… 111
4.4 多頻測(cè)量值組合……………………………………………………………………… 112
4.4.1 線性組合………………………………………………………………………… 112
4.4.2 窄巷、寬巷和超寬巷組合………………………………………………………… 115
4.5 周跳探測(cè)和修復(fù)……………………………………………………………………… 117
4.5.1 周跳的概念……………………………………………………………………… 117
4.5.2 基于觀測(cè)值變化規(guī)律的周跳探測(cè)……………………………………………… 118
4.5.3 基于多類觀測(cè)值組合的周跳探測(cè)……………………………………………… 120
4.5.4 基于觀測(cè)值估值殘差的周跳探測(cè)……………………………………………… 121
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 122
第5章 高精度動(dòng)態(tài)定位技術(shù)………………………………………………………………… 123
5.1 引 言………………………………………………………………………………… 123
5.2 整周模糊度求解技術(shù)………………………………………………………………… 124
5.2.1 交換天線位置…………………………………………………………………… 124
5.2.2 利用偽距的取整估算法………………………………………………………… 125
5.2.3 LAMBDA 算法………………………………………………………………… 126
5.2.4 逐級(jí)模糊度確定法……………………………………………………………… 129
5.3 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)……………………………………………………………………… 131
5.3.1 網(wǎng)絡(luò)RTK關(guān)鍵技術(shù)…………………………………………………………… 132
5.3.2 網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)………………………………………………………………… 137
5.3.3 網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)…………………………………………… 143
5.4 精密單點(diǎn)定位(PPP) ………………………………………………………………… 144
5.4.1 精密單點(diǎn)定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀………………………………………………… 144
5.4.2 精密單點(diǎn)定位的基本原理……………………………………………………… 145
5.4.3 IGS精密星歷和衛(wèi)星鐘差產(chǎn)品………………………………………………… 147
5.4.4 精密單點(diǎn)定位的主要誤差源和改正模型……………………………………… 147
5.4.5 精密單點(diǎn)定位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)……………………………………………………… 152
5.4.6 精密單點(diǎn)定位中的坐標(biāo)框架…………………………………………………… 153
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 154
第6章 GNSS/INS組合導(dǎo)航………………………………………………………………… 156
6.1 GNSS/INS組合導(dǎo)航簡(jiǎn)述…………………………………………………………… 156
6.2 GNSS/INS組合導(dǎo)航基礎(chǔ)…………………………………………………………… 157
6.2.1 GNSS/INS組合導(dǎo)航方式分類………………………………………………… 157
6.2.2 卡爾曼濾波技術(shù)………………………………………………………………… 160
6.3 GNSS/INS松組合…………………………………………………………………… 162
6.3.1 松組合概述……………………………………………………………………… 162
6.3.2 松組合誤差模型………………………………………………………………… 163
6.3.3 松組合狀態(tài)方程………………………………………………………………… 166
6.3.4 松組合量測(cè)方程………………………………………………………………… 171
6.4 GNSS/INS緊組合…………………………………………………………………… 173
6.4.1 緊組合概述……………………………………………………………………… 173
6.4.2 緊組合狀態(tài)方程………………………………………………………………… 173
6.4.3 緊組合量測(cè)方程………………………………………………………………… 174
6.5 GNSS/INS超緊組合………………………………………………………………… 177
6.5.1 INS輔助GPS超緊組合模式…………………………………………………… 177
6.5.2 GPS/INS深組合模式…………………………………………………………… 178
6.5.3 GNSS/INS超緊組合的卡爾曼濾波方程……………………………………… 180
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 181
第7章 GNSS組合姿態(tài)測(cè)量………………………………………………………………… 182
7.1 GNSS組合姿態(tài)測(cè)量概述…………………………………………………………… 182
7.2 GNSS單基線姿態(tài)測(cè)量原理………………………………………………………… 183
7.2.1 單基線單差姿態(tài)測(cè)量…………………………………………………………… 183
7.2.2 單基線雙差姿態(tài)測(cè)量…………………………………………………………… 187
7.3 GNSS多基線姿態(tài)測(cè)量原理………………………………………………………… 191
7.3.1 雙基線姿態(tài)測(cè)量………………………………………………………………… 191
7.3.2 多基線姿態(tài)測(cè)量………………………………………………………………… 194
7.4 GNSS天線配置對(duì)姿態(tài)測(cè)量的影響………………………………………………… 196
7.4.1 天線配置方法…………………………………………………………………… 196
7.4.2 基線矢量夾角與姿態(tài)角精度的關(guān)系…………………………………………… 198
7.4.3 基線長(zhǎng)度與姿態(tài)角精度的關(guān)系………………………………………………… 199
7.4.4 基線長(zhǎng)度與姿態(tài)解算實(shí)時(shí)性的關(guān)系…………………………………………… 200
7.5 GNSS姿態(tài)測(cè)量誤差分析…………………………………………………………… 202
7.5.1 姿態(tài)測(cè)量誤差源………………………………………………………………… 202
7.5.2 姿態(tài)測(cè)量方程誤差……………………………………………………………… 202
7.5.3 姿態(tài)測(cè)量精度因子……………………………………………………………… 203
7.6 雙天線GNSS與INS組合姿態(tài)測(cè)量………………………………………………… 206
7.6.1 慣性姿態(tài)傳感器組合…………………………………………………………… 206
7.6.2 天線GNSS與INS組合測(cè)量…………………………………………………… 208
7.6.3 INS輔助快速確定整周模糊度………………………………………………… 211
7.7 GNSS與其他系統(tǒng)的組合姿態(tài)測(cè)量………………………………………………… 215
7.7.1 GNSS與磁強(qiáng)計(jì)的組合姿態(tài)測(cè)量……………………………………………… 215
7.7.2 GNSS與AHRS的組合姿態(tài)測(cè)量……………………………………………… 215
作業(yè)思考題…………………………………………………………………………………… 215
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 217
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