衛星導航基礎原理 Understanding Satellite Navigation

本書系統、透徹地闡述了衛星導航系統的各項相關內容，包括衛星導航基礎簡介、軌道、信號體制、接收機、誤差分析、差分定位、組合導航及應用等。本書的主要特色是並未專註於某一現有的導航系統，而是以通俗易懂的語言描述衛星導航系統的基本原理和運算公式，且涵蓋了衛星導航系統的通用原理。此外，本書使用了MATLAB作為編程工具，對重要的概念和技術進行闡述。 本書以盡量少的數學知識來解釋衛星導航的基礎原理，避免使用各類復雜的方程，其首要原則是幫助讀者理解相關的理論知識，並通過一些實際案例使讀者逐步建立相應的知識體系。此外，本書通過MATLAB模擬來解決相應問題，從而使讀者理解在不同配置下導航信號及系統的運行方式。本書還討論了衛星導航的實施和應用以及相應的專題，如卡爾曼濾波和電離層。 代碼下載網址：http://booksite.elsevier.com/9780127999494/學習目標● 瞭解衛星導航系統是如何工作的● 瞭解從事衛星導航系統工作時，如何提高效率● 學會使用MATLAB進行模擬，建立可視化的概念● 學會多種技術實現方法● 掌握衛星導航系統最重要的應用

第1章 導航概述 
1.1 引言 
1.1.1 本書的組織結構 
1.2 導航 
1.2.1 導航的歷史 
1.2.2 導航系統的分類 
1.3 位置參考 
1.3.1 參考系 
1.4 無線電導航系統 
1.4.1 引航型系統 
1.4.2 導向型系統 
1.4.3 航位推算系統 思考題 參考文獻 

第2章 衛星導航 
2.1 衛星導航 
2.1.1 衛星導航的概念 
2.1.2 導航服務 
2.1.3 服務參數 
2.1.4 衛星導航的分類 
2.2 組成結構 
2.3 控制段 
2.3.1 監測站 
2.3.2 地面天線 
2.3.3 主控站 
2.3.4 導航時間 思考題 參考文獻 

第3章 衛星軌道 
3.1 開普勒定律和軌道參數 
3.1.1 橢圓 
3.1.2 橢圓軌道 
3.2 衛星軌道相對地球的方向參數 
3.2.1 軌道方向參數 
3.3 衛星軌道攝動 
3.3.1 攝動參數 
3.3.2 軌道攝動對系統的影響 
3.4 不同類型的軌道 
3.5 軌道參數的選擇 思考題 參考文獻 

第4章 導航信號 
4.1 導航信號 
4.1.1 組成結構 
4.2 導航電文 
4.2.1 電文內容 
4.2.2 電文結構 
4.2.3 電文頻譜 
4.2.4 檢錯與糾錯 
4.2.5 本節附錄 
4.3 測距碼 
4.3.1 偽隨機噪聲序列 
4.3.2 測距碼的調制 
4.3.3 導航信號中擴頻碼的作用 
4.4 加密 
4.4.1 安全要求 
4.4.2 鑒權要求 
4.5 多址 
4.5.1 碼分多址 
4.5.2 頻分多址 
4.6 數字調制 
4.6.1 載波波形 
4.6.2 調制技術 
4.6.3 交替二進制偏移載波（Alt-BOC）調制 
4.7 典型鏈路計算 思考題 參考文獻 

第5章 導航接收機 
5.1 導航接收機 
5.1.1 通用接收機 
5.1.2 用戶接收機的類型 
5.1.3 測量、處理及估計 
5.1.4 接收機中的噪聲 
5.2 用戶接收機的功能單元 
5.2.1 典型結構 
5.2.2 射頻接口 
5.2.3 射頻前端 
5.2.4 基帶信號處理器 
5.2.5 偽距測量 
5.2.6 導航定位解算 思考題 參考文獻 

第6章 定位解算 
6.1 基本概念 
6.2 觀測方程的建立 
6.3 線性化 
6.4 位置解算 
6.5 位置解算的其他方法 
6.5.1 非線性化測距方程的解算 
6.5.2 其他方法 
6.6 速度估計 思考題 參考文獻 

第7章 誤差和誤差修正 
7.1 誤差範圍 
7.1.1 誤差源 
7.2 控制段誤差 
7.2.1 星歷誤差
7.3 空間段誤差 
7.3.1 衛星鐘差 
7.3.2 衛星碼偏差 
7.4 傳播誤差和用戶段誤差 
7.4.1 傳播誤差 
7.4.2 用戶段誤差 
7.4.3 總誤差 
7.5 誤差抑制技術 
7.5.1 基於參考站的修正 
7.5.2 誤差的估計 
7.6 誤差對定位的影響 
7.6.1 精度因子 
7.6.2 水平和垂直精度因子 
7.6.3 加權最小二乘解 
7.7 誤差預算和性能 思考題 參考文獻 

第8章 差分定位 
8.1 差分定位 
8.1.1 基本原理 
8.1.2 主要誤差分析 
8.1.3 差分定位的分類 
8.2 差分修正技術 
8.2.1 基於偽距的差分定位 
8.2.2 基於載波相位的差分定位 
8.3 差分系統的實現 思考題 參考文獻 

第9章 專題 
9.1 卡爾曼濾波 
9.1.1 卡爾曼濾波介紹 
9.1.2 卡爾曼濾波基礎 
9.1.3 濾波方程推導 
9.1.4 卡爾曼濾波應用 
9.2 電離層 
9.2.1 電離層的基本結構 
9.2.2 赤道區域電離層 
9.2.3 電離層模型 
9.2.4 其他電離層估計方法 思考題 參考文獻 

第10章 應用 
10.1 概述 
10.1.1 相對於其他導航系統的優勢 
10.2 應用概述 
10.2.1 應用的體系結構 
10.2.2 應用一覽 
10.3 具體應用 
10.3.1 測姿 
10.3.2 時間傳遞 參考文獻 附錄A 衛星導航系統簡介