店铺： 蓝墨水图书专营店
出版社： 电子工业出版社
ISBN：9787121285257
商品编码：10370410042
出版时间：2016-05-01
具体描述
北斗与GNSS系统概论+北斗在高精度定位领域中的应用+北斗/GPS双模软件接收机原理与实现
第1章 概述 1
1.1 GNSS引言 2
1.1.1 GNSS的概况 2
1.1.2 国际卫星导航产业发展现状与前景 4
1.1.3 GNSS系统及其产业发展经验与借鉴 5
1.2 GNSS的定义 8
1.3 GNSS系统组成 9
1.4 GNSS应用 9
1.5 GNSS全球市场 13
1.6 GNSS的需求分析 15
1.6.1 使命需求 15
1.6.2 市场需求 15
1.6.3 产业与用户需求 17
1.6.4 中国时空信息产业的发展需求 18
1.7 GNSS全球系统、区域系统及其多模增强格局 19
1.7.1 全球系统 19
1.7.2 区域系统 19
1.7.3 多模增强系统和差分系统 20
1.8 卫星导航的重要性和战略定位 22
1.8.1 卫星导航发展带来的启迪 22
1.8.2 卫星导航系统提供时间与空间两大参量 24
1.8.3 不可或缺的信息基础设施 24
1.8.4 服务国计民生的高技术 24
1.8.5 智能信息产业的核心与关键 24
1.8.6 大国和平崛起的重要标志 25
1.9 多系统融合成为发展大趋势 25
1.9.1 GNSS多系统的兼容互操作 25
1.9.2 卫星导航与通信系统的融合 26
1.9.3 与惯性技术和其他系统的组合融合 27
1.10 北斗产业和GNSS的现状与前景 28
1.10.1 2015年北斗产业实现了质和量的齐头并进 28
1.10.2 2016年是迈向真正GNSS时代的新起点 29
1.10.3 室内外融合定位是未来产业发展的重头戏 30
1.10.4 当前快速健康持续发展北斗产业的几点建议 31
第2章 导航定位发展演变史 37
2.1 导航从史前到近代 38
2.1.1 石器时代的导航概念 38
2.1.2 天体导航（或者称为星球导航）时代 39
2.1.3 时间和经度的测量 45
2.2 无线电导航时代 54
2.2.1 无线电的发明 54
2.2.2 无线电导航概念 55
2.2.3 无线电导航系统的由来和发展 59
2.3 地面无线电导航系统演变与发展 60
2.3.1 无线电信标 60
2.3.2 台卡系统 60
2.3.3 伏尔/测距器 61
2.3.4 塔康/VOR 61
2.3.5 罗兰A 61
2.3.6 罗兰C 61
2.3.7 奥米加 62
2.3.8 仪表着陆系统 63
2.3.9 微波着陆系统 64
2.4 卫星导航系统的发展历程 64
2.4.1 颗人造地球卫星上天 65
2.4.2 代导航卫星系统——“子午仪”与“蝉” 66
2.4.3 第二代导航卫星系统（全球系统、区域系统及其增强） 72
第3章 北斗卫星导航系统（BDS） 77
3.1 概述 78
3.1.1 系统概述 78
3.1.2 政策原则 81
3.2 发展过程 82
3.3 北斗卫星导航试验系统 86
3.3.1 空间部分 86
3.3.2 地面控制段 87
3.3.3 用户系统（设备） 87
3.3.4 系统功能与主要技术指标 88
3.3.5 定位原理与工作过程 89
3.3.6 “北斗一号”用户系统 90
3.3.7 “北斗一号”集团应用系统 91
3.4 北斗区域系统 94
3.4.1 北斗区域系统功能与指标 94
3.4.2 北斗区域系统组成 96
3.5 在建中的北斗全球系统进展 98
3.5.1 北斗（新一代）全球导航卫星 98
3.5.2 北斗全球系统信号设计进展 101
3.6 北斗系统工作原理和关键技术 103
3.6.1 定位原理 103
3.6.2 卫星导航三角测量学 104
3.6.3 关键技术 105
3.7 北斗系统的应用服务 113
3.7.1 应用推广 113
3.7.2 行业与安全应用 115
3.7.3 大众应用 116
3.7.4 科学应用 116
3.8 产业发展现状 117
3.8.1 北斗产业概况 117
3.8.2 五大突破和连升三级 117
3.8.3 标准化配置是产业发展的重大关键举措 118
3.9 国际合作交流 119
3.9.1 合作的基本原则 119
3.9.2 积极推进多边合作 119
3.9.3 大力促进双边合作 121
3.9.4 支持支撑国际交流 121
3.10 结论 121
第4章 GNSS基本构成与关键技术 123
4.1 概述 124
4.2 GNSS的基本构成 125
4.2.1 GNSS的整体概念 125
4.2.2 GNSS系统应用服务的创新思维 125
4.2.3 GNSS系统的组成 126
4.3 GNSS的重大关键技术 126
4.3.1 空间工作平台技术 126
4.3.2 空间原子钟技术 126
4.3.3 轨道确定、维护、保持技术 127
4.3.4 信号体制的理论与方法 127
4.3.5 电波传播环境模化技术 128
4.3.6 大规模集成电路应用技术 128
4.4 长寿命卫星和星座与星系布设 128
4.5 定轨与测控技术 132
4.6 空间原子钟技术 135
4.7 信号编码调制体制理论与方法 141
4.8 环境段及其增强技术 147
4.8.1 环境段概念 147
4.8.2 卫星导航的脆弱性难题和历来的应对措施 147
4.8.3 大气（电离层与对流层）效应和多径效应 148
4.8.4 导航系统的电磁环境和信号干扰来源及其对策 150
4.9 大规模集成电路与系统融合集成技术 150
第5章 GNSS之全球系统 159
5.1 概述 160
5.1.1 GNSS系统之系统的概念 160
5.1.2 GNSS体系格局基本形成 160
5.1.3 若干热点问题与新动向 161
5.1.4 四大发展趋势不可逆转，大众化产业化特点日益明晰 162
5.1.5 GNSS发展过程中几个有深远影响的经验启迪 163
5.2 GNSS概念在更新，面临重大转折需要根本性的突破 164
5.2.1 GNSS需要有与时俱进的革命性诠释 164
5.2.2 GNSS遭遇脆弱性的阻击 164
5.2.3 GNSS需要整体上的创新，环境段是重点 164
5.2.4 泛在导航的需求势不可挡，急需根本性突破 165
5.3 GPS 165
5.3.1 概述 165
5.3.2 部署发展 166
5.3.3 GPS工作原理要点 167
5.3.4 系统组成 168
5.3.5 频率与信号 174
5.3.6 服务功能与性能 175
5.4 GPS系统现代化 176
5.4.1 概述 176
5.4.2 GPS现代化进程时间表 178
5.4.3 空间段现代化 180
5.4.4 运控段现代化 184
5.4.5 频率与信号现代化 187
5.5 GLONASS 190
5.5.1 概述 190
5.5.2 部署发展 192
5.5.3 系统组成 194
5.5.4 GLONASS提供的服务 199
5.6 GLONASS系统现代化 201
5.6.1 概述 201
5.6.2 GLONASS现代化的主要目标 202
5.6.3 GLONASS采用的现代化发展策略 205
5.7 Galileo 206
5.7.1 概述 206
5.7.2 部署发展 207
5.7.3 系统组成 208
5.7.4 频率与信号 211
5.7.5 服务功能与性能 216
5.7.6 伽利略系统的现状与发展计划 218
第6章 GNSS之区域系统和多模增强系统 219
6.1 概述 220
6.2 日本的QZSS 220
6.2.1 QZSS概述 220
6.2.2 QZSS发展过程 222
6.2.3 时空参考系统 223
6.2.4 QZSS提供的服务 223
6.2.5 QZSS体系框架结构 224
6.2.6 QZSS的频率和信号 227
6.3 印度的IRNSS 229
6.3.1 IRNSS概述 229
6.3.2 IRNSS发展过程 230
6.3.3 IRNSS提供的服务 230
6.3.4 IRNSS体系框架 231
6.3.5 IRNSS的频率和信号 234
6.4 星基增强系统 234
6.4.1 星基增强系统概论 234
6.4.2 美国的广域增强系统（WAAS） 235
6.4.3 欧洲的导航重叠系统（EGNOS） 241
6.4.4 俄罗斯的差分改正监测系统（SDCM） 248
6.4.5 日本的多功能运输卫星（MTSAT）星基增强系统（MSAS） 249
6.4.6 印度的辅助GPS的静地星基增强导航系统（GAGAN） 251
6.5 地基增强系统 255
6.5.1 地基增强系统概论 255
6.5.2 局域增强系统（LAAS） 255
6.5.3 差分GPS（NDGPS） 257
6.5.4 连续运行参考站网络（CORS网） 257
6.5.5 沿海的无线电信标（DGPS）网络系统 257
6.5.6 D-GNSSd的海上精密定位测量 257
6.5.7 全球差分GPS（GDGPS） 258
6.6 其他多模增强系统 261
第7章 GNSS接收机与用户终端 263
7.1 概述 264
7.1.1 用户段地位举足轻重 264
7.1.2 接收机的分类 264
7.1.3 接收机的主要组成和性能指标 267
7.1.4 软件接收机 269
7.1.5 接收机融合技术的发展 269
7.2 卫星导航接收机技术 272
7.2.1 概述 272
7.2.2 GNSS接收机技术发展的几个特点 273
7.2.3 GNSS接收机技术进步 277
7.2.4 GNSS接收机值得注意的发展动向 278
7.2.5 GNSS 芯片供应商竞争力新排名揭晓 280
7.2.6 卫星导航芯片融合之路和竞争 281
7.2.7 无人机（UAV）——GNSS应用值得关注的领域 283
7.3 GNSS终端 284
7.3.1 高精度定位终端 284
7.3.2 标准型导航终端 284
7.3.3 专业类授时终端 285
7.3.4 组合终端 285
7.3.5 车辆信息终端 286
7.3.6 智能手机终端 287
7.3.7 可穿戴终端 287
7.4 GNSS接收机与终端的发展趋势 287
7.4.1 卫星导航市场的全球竞争已经拉开帷幕 287
7.4.2 室内外融合定位是3～5年内产业发展重头戏 288
第8章 GNSS应用与服务 291
8.1 概述 292
8.1.1 技术层面 292
8.1.2 产业范畴 292
8.1.3 延伸应用 293
8.1.4 相关的宏观领域 293
8.2 GNSS的交通运输和物流管理应用 293
8.2.1 航空应用 293
8.2.2 航海与内陆水运应用 297
8.2.3 公路应用 300
8.2.4 铁路应用 304
8.3 时间同步与传递应用 306
8.3.1 高精度时间的提供是GNSS一大应用 306
8.3.2 电力传输应用 307
8.3.3 时间传递 307
8.3.4 时间在通信领域的应用 308
8.4 大众应用 309
8.4.1 车辆信息系统 309
8.4.2 人员跟踪和消费娱乐应用 313
8.5 高精度测量与定位应用 318
8.5.1 大地测量与测绘应用 318
8.5.2 海洋测绘应用 321
8.6 农业应用 322
8.6.1 GNSS为农业提供技术支撑 322
8.6.2 农业更多的是信息服务 323
8.6.3 GNSS应用进入农业生产的各个领域 324
8.7 环境监测与保护应用 324
8.7.1 环境监测的关键在数据收集 324
8.7.2 通过研究结果进行环境保护变化预测 325
8.7.3 GNSS给环境保护带来好处良多 325
8.8 空间与大气等科学研究应用 326
8.8.1 空间应用 326
8.8.2 气象学应用 330
8.9 GNSS的军事应用 330
8.9.1 军事应用概述 330
8.9.2 抗干扰是军用GNSS首要考虑要素 333
8.9.3 军用GNSS接收机的发展阶段 339
8.10 GNSS的服务 339
8.10.1 基于GNSS的服务 339
8.10.2 车辆信息服务（车联网） 340
8.10.3 位置服务（LBS） 343
8.10.4 应急救援服务 349
8.10.5 休闲娱乐服务 350
第9章 GNSS产业与市场 353
9.1 概述 354
9.2 GNSS产业 355
9.2.1 卫星导航产业体系 355
9.2.2 卫星导航的产业链 356
9.2.3 卫星导航产业的企业分类 356
9.3 GNSS市场 357
9.3.1 复杂的市场 357
9.3.2 市场的特征 357
9.3.3 市场范畴、细分和价值链 358
9.3.4 GNSS市场的独特之处 358
9.4 全球GNSS市场的发展动向与趋势 360
9.4.1 GNSS系统与产业面临的重大转折 360
9.4.2 GNSS产业全球市场规模与产值 361
9.4.3 全球GNSS产业的区域特性 362
9.4.4 全球GNSS产业的行业分布 362
9.4.5 全球GNSS产业技术的发展趋势 363
9.4.6 GNSS规模大的两个应用市场 364
9.5 我国北斗市场的现状和发展前景 370
9.5.1 北斗产业面临的机遇和挑战 370
9.5.2 市场的需求和经济规模分析 374
9.5.3 北斗产业的新常态和新兴产业的风向标 380
第10章 GNSS系统演变升级和新时空服务体系发展 383
10.1 概述 384
10.1.1 工业文明向信息文明发展的时代转折特点 384
10.1.2 信息时代社会经济发展的牛鼻子 385
10.1.3 泛在服务来源于市场驱动和科技牵引的双重作用 385
10.1.4 中国时空服务是信息时代的大框架 386
10.2 GNSS可能的演变途径 387
10.2.1 PNT是GNSS未来发展的一个选项 387
10.2.2 新时空服务为北斗开创一片新天地 396
10.2.3 新时空服务体系才是真正的未来系统 396
10.3 中国时空服务体系的基本概念 398
10.3.1 概述 398
10.3.2 中国新时空服务的理论与前期基础 400
10.3.3 中国新时空服务体系的定义 400
10.4 新时空服务体系是我国导航产业发展的远大蓝图 400
10.4.1 时间和空间是人类社会发展的两个基本参照系 400
10.4.2 卫星导航已真正成为时间空间信息全球化一体化提供的基础 401
10.4.3 泛在导航需要多系统集成融合 401
10.4.4 新时空服务体系保障泛在导航从现在走向未来 401
10.5 中国新时空服务体系架构 402
10.5.1 中国新时空体系的整体愿景 402
10.5.2 新时空体系的总体战略 403
10.5.3 新时空服务体系三大组成板块 406
10.6 新时空服务体系的技术经济可行性分析 410
10.7 结论 410
参考文献 411
第1章 北斗卫星导航系统概述 1
1.1 概述 2
1.1.1 三步走战略 3
1.1.2 管理和运营 4
1.2 时空参考框架 4
1.2.1 坐标系统 4
1.2.2 时间系统 5
1.3 系统服务 6
1.3.1 开放服务 7
1.3.2 授权服务 7
1.4 北斗系统结构 8
1.4.1 空间段 8
1.4.2 地面段 12
1.4.3 用户段 12
1.5 其他全球卫星导航系统 13
1.5.1 GPS 13
1.5.2 GLONASS 15
1.5.3 Galileo 16
1.5.4 GNSS系统间的异同 18
1.6 主要组织机构 19
1.6.1 官方组织机构 19
1.6.2 民间组织机构 23
1.7 全球卫星导航系统基础设施 26
1.7.1 地基增强系统（GBAS） 27
1.7.2 星基增强系统（SBAS） 31
1.8 北斗高精度产业现状 36
1.8.1 CORS系统建设 36
1.8.2 北斗兼容型高精度芯片 36
1.8.3 北斗兼容型高精度接收机 37
1.8.4 北斗兼容型高精度天线 37
第2章 卫星导航定位及高精度应用 39
2.1 定位 40
2.1.1 大地测量 41
2.1.2 高速铁路 44
2.1.3 精细农业 46
2.1.4 港口运输 48
2.1.5 监测防灾 51
2.2 导航 53
2.2.1 位置服务 54
2.2.2 车辆导航 55
2.2.3 物流管理 58
2.2.4 航海导航 60
2.2.5 航空导航 62
2.3 授时 63
2.3.1 电信网同步与移动通信 65
2.3.2 智能电网同步与监控 67
2.3.3 金融与网络同步 68
2.3.4 广播电视及三网融合 69
2.3.5 国防建设 71
2.4 北斗短报文通信 71
2.4.1 气象预报预警 73
2.4.2 船舶交通管理 73
2.4.3 地震灾情汇集 74
2.4.4 森林火灾监测 75
第3章 多模GNSS定位原理 77
3.1 北斗卫星信号 78
3.1.1 卫星码信号 78
3.1.2 卫星导航电文 83
3.1.3 信号构成 87
3.2 观测量的误差源及其影响 89
3.2.1 误差的分类 89
3.2.2 与卫星有关的误差 90
3.2.3 与信号传播有关的误差 93
3.2.4 与接收设备有关的误差 99
3.2.5 其他误差来源 100
3.3 定位 102
3.3.1 定位方法概述 102
3.3.2 伪距法定位原理 102
3.3.3 伪距定位精度评定 109
3.4 相对定位 111
3.4.1 静态相对定位观测方程 112
3.4.2 动态相对定位观测方程 116
3.5 网络RTK 120
3.5.1 VRS技术模式 120
3.5.2 FKP计算模型 121
3.5.3 MAC技术模式 122
3.6 精密单点定位 124
3.6.1 定位原理 124
3.6.2 误差分析 124
3.7 整周模糊度确定方法及周跳分析 125
3.7.1 整周模糊度及其确定方法 125
3.7.2 周跳分析 128
3.8 北斗卫星网整体平差 131
3.8.1 整体平差方法概述 131
3.8.2 基线向量网平差模型 132
3.8.3 平差结果精度评定 135
第4章 北斗兼容型高精度接收机技术 137
4.1 北斗兼容型高精度天线 138
4.1.1 引言 139
4.1.2 天线的关键特性 139
4.1.3 天线的关键技术 143
4.1.4 天线的种类 147
4.1.5 产品介绍 148
4.2 北斗兼容型导航芯片及板卡 150
4.2.1 引言 150
4.2.2 北斗/GPS双模板卡的主要技术指标 151
4.2.3 射频前端处理技术 152
4.2.4 高灵敏度基带信号处理技术 154
4.2.5 多星座数据融合处理前端技术 161
4.2.6 导航解算处理后端技术 164
4.2.7 北斗兼容型导航芯片架构设计 169
4.3 北斗兼容型高精度GNSS RTK产品 170
4.3.1 引言 170
4.3.2 接收机产品介绍 171
4.3.3 北斗兼容型高精度GIS设备 177
第5章 高精度定位数据处理与软件技术 181
5.1 实时差分技术 182
5.1.1 实时动态伪距差分 184
5.1.2 实时动态载波相位差分 186
5.2 后处理差分技术 189
5.3 精密单点定位技术 193
5.3.1 精密单点定位 193
5.3.2 三频精密单点定位 195
5.4 网络CORS及其定位技术 197
第6章 北斗高精度定位专业应用 201
6.1 科学研究 202
6.1.1 大气探测 202
6.1.2 电离层延迟 203
6.2 行业应用 204
6.2.1 精细农业 204
6.2.2 灾害监测 210
6.2.3 精密授时 221
6.2.4 国情监测 224
6.2.5 机械控制 225
6.3 区域发展概况 231
6.3.1 珠三角地区 231
6.3.2 环渤海地区 232
6.3.3 长三角地区 232
6.3.4 华中鄂豫湘地区 233
6.3.5 西部川陕渝地区 233
第7章 典型应用工程与案例 235
7.1 重大工程 236
7.1.1 现代测绘基准体系建设 236
7.1.2 海岛与岛礁测绘 240
7.1.3 航空应急测绘体系建设 241
7.1.4 极地测绘 243
7.2 示范工程 244
7.2.1 重点运输过程监控管理示范工程 244
7.2.2 物流管理应用示范工程 246
7.2.3 智能交通及车辆信息系统示范工程 248
7.2.4 移动位置服务示范工程 250
7.2.5 泛在PNT系统示范工程 254
7.2.6 高精度应用创新专项工程 255
7.2.7 水利工程自动化监控 258
7.3 典型应用案例 260
7.3.1 地质灾害及建筑物安全监控 260
7.3.2 高速铁路安全监控 264
7.3.3 精密施工与机械控制 265
7.3.4 飞机精密进近 267
第8章 支撑与保障体系产业现状 271
8.1 社会资源与环境 272
8.1.1 政策 272
8.1.2 知识产权保护 276
8.1.3 法律法规 277
8.1.4 市场环境 278
8.2 行业技术标准及规范 280
8.2.1 测试检验 280
8.2.2 标准与规范 283
8.3 人才与引智工程 286
8.3.1 卫星导航专业人才培养 286
8.3.2 地方部门与高校及院所联合 287
8.3.3 示范城市与示范工程 288
8.3.4 人才培养与引智总结 289
第9章 总结与展望 291
9.1 高精度导航定位技术产品 293
9.1.1 广域实时精密定位技术 293
9.1.2 协同实时精密定位技术 294
9.1.3 智能硬件 295
9.1.4 无人驾驶技术 296
9.2 北斗卫星导航的行业应用 296
9.2.1 行业应用技术体系 297
9.2.2 典型应用分析 297
9.2.3 行业应用拓展 302
9.3 北斗全球化和战略 303
9.3.1 北斗东盟国际合作 304
9.3.2 北斗与“一带一路” 306
附录 309
附录A 国内外常用GNSS数据处理软件 310
A.1 PANDA软件 310
A.2 GAMIT软件 312
A.3 Bernese软件 314
A.4 GIPSY软件 317
A.5 TriP软件 319
A.6 HGO数据后处理软件 320
附录B 厂商 320
B.1 天宝 320
B.2 徕卡 320
B.3 诺瓦泰 321
B.4 中海达 321
B.5 华测 322
B.6 南方测绘 322
附录C 学术刊物 322
C.1 Journal of Geophysical Research（JGR） 322
C.2 Geophysical Research Letters（GRL） 323
C.3 Journal of Geodesy 323
C.4 GPS Solutions 324
C.5 Navigation 324
C.6 Advances in Space Research 324
C.7 Survey Review 324
C.8 Inside GNSS 325
C.9 GPS World 325
C.10 Journal of Navigation 325
C.11 Journal of Global Positioning Systems （JGPS） 326
参考文献 327
缩略语 337
第1章 定位、坐标系和时间标准 1
1.1 问题的提出 2
1.1.1 基本目的和基本定位系统 2
1.1.2 时钟问题 5
1.1.3 一个改进的系统 6
1.1.4 改进后系统的总结 10
1.2 常用坐标系 11
1.2.1 地心惯性坐标系 11
1.2.2 测地坐标系 12
1.2.3 ECEF坐标系 15
1.2.4 ENU或NED坐标系 19
1.2.5 运动本体坐标系 21
1.3 时间系统 23
1.3.1 太阳时和恒星时 23
1.3.2 力学时 24
1.3.3 原子时和协调世界时（UTC） 25
1.3.4 GPS时（GPST） 26
1.3.5 北斗时（BDT） 28
参考文献 29
第2章 GPS和北斗卫星导航系统简介 31
2.1 GPS系统的历史由来 32
2.2 GPS系统的构成 39
2.3 GPS的现代化计划 47
2.4 北斗导航系统概述 53
参考文献 60
第3章 GPS和北斗的信号格式与导航电文 63
3.1 GPS信号 64
3.1.1 GPS信号的产生机制 64
3.1.2 C/A码发生器 70
3.1.3 C/A码自相关和互相关特性 76
3.2 北斗信号 82
3.2.1 北斗信号结构 82
3.2.2 北斗伪随机码发生器 86
3.2.3 北斗伪随机码的自相关和互相关特性 90
3.3 导航电文 93
3.3.1 GPS导航电文 93
3.3.2 北斗导航电文 101
3.4 不同卫星信号的时间关系 111
参考文献 114
第4章 信号捕获和跟踪 117
4.1 信号捕获 119
4.1.1 信号捕获的基本概念 119
4.1.2 基于时域相关器的信号捕获 125
4.1.3 基于匹配滤波器的信号捕获 132
4.1.4 基于FFT的信号捕获 134
4.1.5 短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获 139
4.1.6 基于数据分块和频率补偿的信号捕获 145
4.1.7 信号捕获的门限设定 153
4.1.8 相干积分和非相干积分 157
4.2 信号跟踪 163
4.2.1 基本的锁相环 164
4.2.2 线性锁相环的热噪声性能分析 173
4.2.3 载波跟踪环 175
4.2.4 伪码跟踪环 186
4.2.5 跟踪环实现和调试中的问题 197
4.2.6 比特同步 214
4.2.7 子帧同步 219
参考文献 222
第5章 双模观测量提取和误差分析 227
5.1 伪距观测量 228
5.2 载波相位观测量 233
5.3 多普勒频率和积分多普勒观测量 236
5.4 观测量误差特性分析 240
5.4.1 卫星时钟误差 241
5.4.2 星历误差 242
5.4.3 电离层延迟 244
5.4.4 对流层延迟 247
5.4.5 多径效应 249
5.4.6 接收机误差 253
5.5 差分GNSS技术 253
参考文献 267
第6章 卫星位置和速度的计算 271
6.1 卫星轨道理论 272
6.2 GPS卫星和北斗MEO/IGSO卫星 279
6.3 北斗GEO卫星 284
6.4 卫星位置和速度的插值计算 287
6.5 精密星历和星历扩展 289
参考文献 294
第7章 位置、速度和时间解算 297
7.1 小二乘法解算 298
7.1.1 基本原理 298
7.1.2 加权的小二乘法 301
7.1.3 利用伪距观测量计算位置和钟偏 304
7.1.4 利用多普勒观测量计算速度和钟漂 311
7.1.5 卫星的仰角和方位角 313
7.1.6 几何精度因子 316
7.1.7 接收机自主完好性监测（RAIM） 322
7.2 卡尔曼滤波解算 328
7.2.1 递归小二乘法 328
7.2.2 基本的卡尔曼滤波器 333
7.2.3 从连续时间系统到离散时间系统 336
7.2.4 扩展卡尔曼滤波器 339
7.2.5 接收机中常用的几种KF模型 342
7.2.6 卡尔曼滤波具体实现中的技术处理 351
7.3 小二乘法和卡尔曼滤波总结 356
参考文献 360
第8章 射频前端 363
8.1 卫星信号的发射与接收 364
8.2 级联系统的噪声系数 367
8.3 带通采样原理 369
8.4 中频采样方案和射频采样方案 373
8.4.1 中频采样方案 373
8.4.2 射频采样方案 376
8.5 自动增益控制（AGC）和量化位宽 380
8.6 射频载噪比和基带信噪比的关系 384
8.7 射频前端频率方案实例分析 386
参考文献 388
第9章 北斗和GPS双模软件接收机的实现 391
9.1 双模软件接收机的信号源 392
9.2 双模接收机的软件模块和程序运行界面 395
9.3 双模接收机数据处理结果 400
附录A 基本矩阵和向量运算 409
A.1 逆矩阵及其性质 410
A.2 矩阵的特征值和特征向量 411
A.3 二次型和有定矩阵 412
A.4 几种重要的矩阵分解 414
A.5 矩阵分析初步 418
附录B 直角坐标系的转换和旋转 421
附录C NBP和WBP的均值和方差 429
附录D 和卫星椭圆轨道相关的推导 433
附录E 电离层延迟的Klobuchar模型 437
bm009068 9787121285240 9787121285172 9787121285257
内容简介
本书系统地介绍了GPS、GLONASS、Galileo和北斗卫星导航系统在内的四大全球导航卫星系统及其增强系统和区域卫星导航系统，在此基础上进一步研究系统的设计和测试，实际上是在一个新的系统组成基础上开展性能功能指标的设计规划，并且提出测试要求和方法，这是个开拓创新的过程。本书的后部分展望了在GNSS后时代的定位、导航、授时新技术，尤其是室内外无缝导航和多系统多手段融合定位技术。图书目录
目 录第1章 概述 1
1.1 GNSS引言 2
1.1.1 GNSS的概况 2
1.1.2 国际卫星导航产业发展现状与前景 4
1.1.3 GNSS系统及其产业发展经验与借鉴 5
1.2 GNSS的定义 8
1.3 GNSS系统组成 9
1.4 GNSS应用 9
1.5 GNSS全球市场 13
1.6 GNSS的需求分析 15
1.6.1 使命需求 15
1.6.2 市场需求 15
1.6.3 产业与用户需求 17
1.6.4 中国时空信息产业的发展需求 18
1.7 GNSS全球系统、区域系统及其多模增强格局 19
1.7.1 全球系统 19
1.7.2 区域系统 19
1.7.3 多模增强系统和差分系统 20
1.8 卫星导航的重要性和战略定位 22
1.8.1 卫星导航发展带来的启迪 22
1.8.2 卫星导航系统提供时间与空间两大参量 24
1.8.3 不可或缺的信息基础设施 24
1.8.4 服务国计民生的高技术 24
1.8.5 智能信息产业的核心与关键 24
1.8.6 大国和平崛起的重要标志 25
1.9 多系统融合成为发展大趋势 25
1.9.1 GNSS多系统的兼容互操作 25
1.9.2 卫星导航与通信系统的融合 26
1.9.3 与惯性技术和其他系统的组合融合 27
1.10 北斗产业和GNSS的现状与前景 28
1.10.1 2015年北斗产业实现了质和量的齐头并进 28
1.10.2 2016年是迈向真正GNSS时代的新起点 29
1.10.3 室内外融合定位是未来产业发展的重头戏 30
1.10.4 当前快速健康持续发展北斗产业的几点建议 31
第2章 导航定位发展演变史 37
2.1 导航从史前到近代 38
2.1.1 石器时代的导航概念 38
2.1.2 天体导航（或者称为星球导航）时代 39
2.1.3 时间和经度的测量 45
2.2 无线电导航时代 54
2.2.1 无线电的发明 54
2.2.2 无线电导航概念 55
2.2.3 无线电导航系统的由来和发展 59
2.3 地面无线电导航系统演变与发展 60
2.3.1 无线电信标 60
2.3.2 台卡系统 60
2.3.3 伏尔/测距器 61
2.3.4 塔康/VOR 61
2.3.5 罗兰A 61
2.3.6 罗兰C 61
2.3.7 奥米加 62
2.3.8 仪表着陆系统 63
2.3.9 微波着陆系统 64
2.4 卫星导航系统的发展历程 64
2.4.1 颗人造地球卫星上天 65
2.4.2 代导航卫星系统——“子午仪”与“蝉” 66
2.4.3 第二代导航卫星系统（全球系统、区域系统及其增强） 72
第3章 北斗卫星导航系统（BDS） 77
3.1 概述 78
3.1.1 系统概述 78
3.1.2 政策原则 81
3.2 发展过程 82
3.3 北斗卫星导航试验系统 86
3.3.1 空间部分 86
3.3.2 地面控制段 87
3.3.3 用户系统（设备） 87
3.3.4 系统功能与主要技术指标 88
3.3.5 定位原理与工作过程 89
3.3.6 “北斗一号”用户系统 90
3.3.7 “北斗一号”集团应用系统 91
3.4 北斗区域系统 94
3.4.1 北斗区域系统功能与指标 94
3.4.2 北斗区域系统组成 96
3.5 在建中的北斗全球系统进展 98
3.5.1 北斗（新一代）全球导航卫星 98
3.5.2 北斗全球系统信号设计进展 101
3.6 北斗系统工作原理和关键技术 103
3.6.1 定位原理 103
3.6.2 卫星导航三角测量学 104
3.6.3 关键技术 105
3.7 北斗系统的应用服务 113
3.7.1 应用推广 113
3.7.2 行业与安全应用 115
3.7.3 大众应用 116
3.7.4 科学应用 116
3.8 产业发展现状 117
3.8.1 北斗产业概况 117
3.8.2 五大突破和连升三级 117
3.8.3 标准化配置是产业发展的重大关键举措 118
3.9 国际合作交流 119
3.9.1 合作的基本原则 119
3.9.2 积极推进多边合作 119
3.9.3 大力促进双边合作 121
3.9.4 支持支撑国际交流 121
3.10 结论 121
第4章 GNSS基本构成与关键技术 123
4.1 概述 124
4.2 GNSS的基本构成 125
4.2.1 GNSS的整体概念 125
4.2.2 GNSS系统应用服务的创新思维 125
4.2.3 GNSS系统的组成 126
4.3 GNSS的重大关键技术 126
4.3.1 空间工作平台技术 126
4.3.2 空间原子钟技术 126
4.3.3 轨道确定、维护、保持技术 127
4.3.4 信号体制的理论与方法 127
4.3.5 电波传播环境模化技术 128
4.3.6 大规模集成电路应用技术 128
4.4 长寿命卫星和星座与星系布设 128
4.5 定轨与测控技术 132
4.6 空间原子钟技术 135
4.7 信号编码调制体制理论与方法 141
4.8 环境段及其增强技术 147
4.8.1 环境段概念 147
4.8.2 卫星导航的脆弱性难题和历来的应对措施 147
4.8.3 大气（电离层与对流层）效应和多径效应 148
4.8.4 导航系统的电磁环境和信号干扰来源及其对策 150
4.9 大规模集成电路与系统融合集成技术 150
第5章 GNSS之全球系统 159
5.1 概述 160
5.1.1 GNSS系统之系统的概念 160
5.1.2 GNSS体系格局基本形成 160
5.1.3 若干热点问题与新动向 161
5.1.4 四大发展趋势不可逆转，大众化产业化特点日益明晰 162
5.1.5 GNSS发展过程中几个有深远影响的经验启迪 163
5.2 GNSS概念在更新，面临重大转折需要根本性的突破 164
5.2.1 GNSS需要有与时俱进的革命性诠释 164
5.2.2 GNSS遭遇脆弱性的阻击 164
5.2.3 GNSS需要整体上的创新，环境段是重点 164
5.2.4 泛在导航的需求势不可挡，急需根本性突破 165
5.3 GPS 165
5.3.1 概述 165
5.3.2 部署发展 166
5.3.3 GPS工作原理要点 167
5.3.4 系统组成 168
5.3.5 频率与信号 174
5.3.6 服务功能与性能 175
5.4 GPS系统现代化 176
5.4.1 概述 176
5.4.2 GPS现代化进程时间表 178
5.4.3 空间段现代化 180
5.4.4 运控段现代化 184
5.4.5 频率与信号现代化 187
5.5 GLONASS 190
5.5.1 概述 190
5.5.2 部署发展 192
5.5.3 系统组成 194
5.5.4 GLONASS提供的服务 199
5.6 GLONASS系统现代化 201
5.6.1 概述 201
5.6.2 GLONASS现代化的主要目标 202
5.6.3 GLONASS采用的现代化发展策略 205
5.7 Galileo 206
5.7.1 概述 206
5.7.2 部署发展 207
5.7.3 系统组成 208
5.7.4 频率与信号 211
5.7.5 服务功能与性能 216
5.7.6 伽利略系统的现状与发展计划 218
第6章 GNSS之区域系统和多模增强系统 219
6.1 概述 220
6.2 日本的QZSS 220
6.2.1 QZSS概述 220
6.2.2 QZSS发展过程 222
6.2.3 时空参考系统 223
6.2.4 QZSS提供的服务 223
6.2.5 QZSS体系框架结构 224
6.2.6 QZSS的频率和信号 227
6.3 印度的IRNSS 229
6.3.1 IRNSS概述 229
6.3.2 IRNSS发展过程 230
6.3.3 IRNSS提供的服务 230
6.3.4 IRNSS体系框架 231
6.3.5 IRNSS的频率和信号 234
6.4 星基增强系统 234
6.4.1 星基增强系统概论 234
6.4.2 美国的广域增强系统（WAAS） 235
6.4.3 欧洲的导航重叠系统（EGNOS） 241
6.4.4 俄罗斯的差分改正监测系统（SDCM） 248
6.4.5 日本的多功能运输卫星（MTSAT）星基增强系统（MSAS） 249
6.4.6 印度的辅助GPS的静地星基增强导航系统（GAGAN） 251
6.5 地基增强系统 255
6.5.1 地基增强系统概论 255
6.5.2 局域增强系统（LAAS） 255
6.5.3 差分GPS（NDGPS） 257
6.5.4 连续运行参考站网络（CORS网） 257
6.5.5 沿海的无线电信标（DGPS）网络系统 257
6.5.6 D-GNSSd的海上精密定位测量 257
6.5.7 全球差分GPS（GDGPS） 258
6.6 其他多模增强系统 261
第7章 GNSS接收机与用户终端 263
7.1 概述 264
7.1.1 用户段地位举足轻重 264
7.1.2 接收机的分类 264
7.1.3 接收机的主要组成和性能指标 267
7.1.4 软件接收机 269
7.1.5 接收机融合技术的发展 269
7.2 卫星导航接收机技术 272
7.2.1 概述 272
7.2.2 GNSS接收机技术发展的几个特点 273
7.2.3 GNSS接收机技术进步 277
7.2.4 GNSS接收机值得注意的发展动向 278
7.2.5 GNSS 芯片供应商竞争力新排名揭晓 280
7.2.6 卫星导航芯片融合之路和竞争 281
7.2.7 无人机（UAV）——GNSS应用值得关注的领域 283
7.3 GNSS终端 284
7.3.1 高精度定位终端 284
7.3.2 标准型导航终端 284
7.3.3 专业类授时终端 285
7.3.4 组合终端 285
7.3.5 车辆信息终端 286
7.3.6 智能手机终端 287
7.3.7 可穿戴终端 287
7.4 GNSS接收机与终端的发展趋势 287
7.4.1 卫星导航市场的全球竞争已经拉开帷幕 287
7.4.2 室内外融合定位是3～5年内产业发展重头戏 288
第8章 GNSS应用与服务 291
8.1 概述 292
8.1.1 技术层面 292
8.1.2 产业范畴 292
8.1.3 延伸应用 293
8.1.4 相关的宏观领域 293
8.2 GNSS的交通运输和物流管理应用 293
8.2.1 航空应用 293
8.2.2 航海与内陆水运应用 297
8.2.3 公路应用 300
8.2.4 铁路应用 304
8.3 时间同步与传递应用 306
8.3.1 高精度时间的提供是GNSS一大应用 306
8.3.2 电力传输应用 307
8.3.3 时间传递 307
8.3.4 时间在通信领域的应用 308
8.4 大众应用 309
8.4.1 车辆信息系统 309
8.4.2 人员跟踪和消费娱乐应用 313
8.5 高精度测量与定位应用 318
8.5.1 大地测量与测绘应用 318
8.5.2 海洋测绘应用 321
8.6 农业应用 322
8.6.1 GNSS为农业提供技术支撑 322
8.6.2 农业更多的是信息服务 323
8.6.3 GNSS应用进入农业生产的各个领域 324
8.7 环境监测与保护应用 324
8.7.1 环境监测的关键在数据收集 324
8.7.2 通过研究结果进行环境保护变化预测 325
8.7.3 GNSS给环境保护带来好处良多 325
8.8 空间与大气等科学研究应用 326
8.8.1 空间应用 326
8.8.2 气象学应用 330
8.9 GNSS的军事应用 330
8.9.1 军事应用概述 330
8.9.2 抗干扰是军用GNSS首要考虑要素 333
8.9.3 军用GNSS接收机的发展阶段 339
8.10 GNSS的服务 339
8.10.1 基于GNSS的服务 339
8.10.2 车辆信息服务（车联网） 340
8.10.3 位置服务（LBS） 343
8.10.4 应急救援服务 349
8.10.5 休闲娱乐服务 350
第9章 GNSS产业与市场 353
9.1 概述 354
9.2 GNSS产业 355
9.2.1 卫星导航产业体系 355
9.2.2 卫星导航的产业链 356
9.2.3 卫星导航产业的企业分类 356
9.3 GNSS市场 357
9.3.1 复杂的市场 357
9.3.2 市场的特征 357
9.3.3 市场范畴、细分和价值链 358
9.3.4 GNSS市场的独特之处 358
9.4 全球GNSS市场的发展动向与趋势 360
9.4.1 GNSS系统与产业面临的重大转折 360
9.4.2 GNSS产业全球市场规模与产值 361
9.4.3 全球GNSS产业的区域特性 362
9.4.4 全球GNSS产业的行业分布 362
9.4.5 全球GNSS产业技术的发展趋势 363
9.4.6 GNSS规模大的两个应用市场 364
9.5 我国北斗市场的现状和发展前景 370
9.5.1 北斗产业面临的机遇和挑战 370
9.5.2 市场的需求和经济规模分析 374
9.5.3 北斗产业的新常态和新兴产业的风向标 380
第10章 GNSS系统演变升级和新时空服务体系发展 383
10.1 概述 384
10.1.1 工业文明向信息文明发展的时代转折特点 384
10.1.2 信息时代社会经济发展的牛鼻子 385
10.1.3 泛在服务来源于市场驱动和科技牵引的双重作用 385
10.1.4 中国时空服务是信息时代的大框架 386
10.2 GNSS可能的演变途径 387
10.2.1 PNT是GNSS未来发展的一个选项 387
10.2.2 新时空服务为北斗开创一片新天地 396
10.2.3 新时空服务体系才是真正的未来系统 396
10.3 中国时空服务体系的基本概念 398
10.3.1 概述 398
10.3.2 中国新时空服务的理论与前期基础 400
10.3.3 中国新时空服务体系的定义 400
10.4 新时空服务体系是我国导航产业发展的远大蓝图 400
10.4.1 时间和空间是人类社会发展的两个基本参照系 400
10.4.2 卫星导航已真正成为时间空间信息全球化一体化提供的基础 401
10.4.3 泛在导航需要多系统集成融合 401
10.4.4 新时空服务体系保障泛在导航从现在走向未来 401
10.5 中国新时空服务体系架构 402
10.5.1 中国新时空体系的整体愿景 402
10.5.2 新时空体系的总体战略 403
10.5.3 新时空服务体系三大组成板块 406
10.6 新时空服务体系的技术经济可行性分析 410
10.7 结论 410
参考文献 411
内容简介
本书作者在总结多年科学研究成果的基础上，全面系统地介绍了北斗卫星导航系统的发展、构成、产业现状等，并从定位、导航、授时、通信等方面阐述了北斗卫星导航系统的高精度应用。本书介绍了基于北斗兼容技术的硬件系统，包括天线、芯片、板卡和RTK产品；讨论了多模GNSS定位原理与基础模型、网络RTK及高精度定位数据处理技术，包括实时差分技术、后处理差分技术、精密单点定位技术等；描述了政策、行业标准及人才工程的现状并从技术产品、行业应用及战略等方面做了总结与展望。图书目录
目 录第1章 北斗卫星导航系统概述 1
1.1 概述 2
1.1.1 三步走战略 3
1.1.2 管理和运营 4
1.2 时空参考框架 4
1.2.1 坐标系统 4
1.2.2 时间系统 5
1.3 系统服务 6
1.3.1 开放服务 7
1.3.2 授权服务 7
1.4 北斗系统结构 8
1.4.1 空间段 8
1.4.2 地面段 12
1.4.3 用户段 12
1.5 其他全球卫星导航系统 13
1.5.1 GPS 13
1.5.2 GLONASS 15
1.5.3 Galileo 16
1.5.4 GNSS系统间的异同 18
1.6 主要组织机构 19
1.6.1 官方组织机构 19
1.6.2 民间组织机构 23
1.7 全球卫星导航系统基础设施 26
1.7.1 地基增强系统（GBAS） 27
1.7.2 星基增强系统（SBAS） 31
1.8 北斗高精度产业现状 36
1.8.1 CORS系统建设 36
1.8.2 北斗兼容型高精度芯片 36
1.8.3 北斗兼容型高精度接收机 37
1.8.4 北斗兼容型高精度天线 37
第2章 卫星导航定位及高精度应用 39
2.1 定位 40
2.1.1 大地测量 41
2.1.2 高速铁路 44
2.1.3 精细农业 46
2.1.4 港口运输 48
2.1.5 监测防灾 51
2.2 导航 53
2.2.1 位置服务 54
2.2.2 车辆导航 55
2.2.3 物流管理 58
2.2.4 航海导航 60
2.2.5 航空导航 62
2.3 授时 63
2.3.1 电信网同步与移动通信 65
2.3.2 智能电网同步与监控 67
2.3.3 金融与网络同步 68
2.3.4 广播电视及三网融合 69
2.3.5 国防建设 71
2.4 北斗短报文通信 71
2.4.1 气象预报预警 73
2.4.2 船舶交通管理 73
2.4.3 地震灾情汇集 74
2.4.4 森林火灾监测 75
第3章 多模GNSS定位原理 77
3.1 北斗卫星信号 78
3.1.1 卫星码信号 78
3.1.2 卫星导航电文 83
3.1.3 信号构成 87
3.2 观测量的误差源及其影响 89
3.2.1 误差的分类 89
3.2.2 与卫星有关的误差 90
3.2.3 与信号传播有关的误差 93
3.2.4 与接收设备有关的误差 99
3.2.5 其他误差来源 100
3.3 定位 102
3.3.1 定位方法概述 102
3.3.2 伪距法定位原理 102
3.3.3 伪距定位精度评定 109
3.4 相对定位 111
3.4.1 静态相对定位观测方程 112
3.4.2 动态相对定位观测方程 116
3.5 网络RTK 120
3.5.1 VRS技术模式 120
3.5.2 FKP计算模型 121
3.5.3 MAC技术模式 122
3.6 精密单点定位 124
3.6.1 定位原理 124
3.6.2 误差分析 124
3.7 整周模糊度确定方法及周跳分析 125
3.7.1 整周模糊度及其确定方法 125
3.7.2 周跳分析 128
3.8 北斗卫星网整体平差 131
3.8.1 整体平差方法概述 131
3.8.2 基线向量网平差模型 132
3.8.3 平差结果精度评定 135
第4章 北斗兼容型高精度接收机技术 137
4.1 北斗兼容型高精度天线 138
4.1.1 引言 139
4.1.2 天线的关键特性 139
4.1.3 天线的关键技术 143
4.1.4 天线的种类 147
4.1.5 产品介绍 148
4.2 北斗兼容型导航芯片及板卡 150
4.2.1 引言 150
4.2.2 北斗/GPS双模板卡的主要技术指标 151
4.2.3 射频前端处理技术 152
4.2.4 高灵敏度基带信号处理技术 154
4.2.5 多星座数据融合处理前端技术 161
4.2.6 导航解算处理后端技术 164
4.2.7 北斗兼容型导航芯片架构设计 169
4.3 北斗兼容型高精度GNSS RTK产品 170
4.3.1 引言 170
4.3.2 接收机产品介绍 171
4.3.3 北斗兼容型高精度GIS设备 177
第5章 高精度定位数据处理与软件技术 181
5.1 实时差分技术 182
5.1.1 实时动态伪距差分 184
5.1.2 实时动态载波相位差分 186
5.2 后处理差分技术 189
5.3 精密单点定位技术 193
5.3.1 精密单点定位 193
5.3.2 三频精密单点定位 195
5.4 网络CORS及其定位技术 197
第6章 北斗高精度定位专业应用 201
6.1 科学研究 202
6.1.1 大气探测 202
6.1.2 电离层延迟 203
6.2 行业应用 204
6.2.1 精细农业 204
6.2.2 灾害监测 210
6.2.3 精密授时 221
6.2.4 国情监测 224
6.2.5 机械控制 225
6.3 区域发展概况 231
6.3.1 珠三角地区 231
6.3.2 环渤海地区 232
6.3.3 长三角地区 232
6.3.4 华中鄂豫湘地区 233
6.3.5 西部川陕渝地区 233
第7章 典型应用工程与案例 235
7.1 重大工程 236
7.1.1 现代测绘基准体系建设 236
7.1.2 海岛与岛礁测绘 240
7.1.3 航空应急测绘体系建设 241
7.1.4 极地测绘 243
7.2 示范工程 244
7.2.1 重点运输过程监控管理示范工程 244
7.2.2 物流管理应用示范工程 246
7.2.3 智能交通及车辆信息系统示范工程 248
7.2.4 移动位置服务示范工程 250
7.2.5 泛在PNT系统示范工程 254
7.2.6 高精度应用创新专项工程 255
7.2.7 水利工程自动化监控 258
7.3 典型应用案例 260
7.3.1 地质灾害及建筑物安全监控 260
7.3.2 高速铁路安全监控 264
7.3.3 精密施工与机械控制 265
7.3.4 飞机精密进近 267
第8章 支撑与保障体系产业现状 271
8.1 社会资源与环境 272
8.1.1 政策 272
8.1.2 知识产权保护 276
8.1.3 法律法规 277
8.1.4 市场环境 278
8.2 行业技术标准及规范 280
8.2.1 测试检验 280
8.2.2 标准与规范 283
8.3 人才与引智工程 286
8.3.1 卫星导航专业人才培养 286
8.3.2 地方部门与高校及院所联合 287
8.3.3 示范城市与示范工程 288
8.3.4 人才培养与引智总结 289
第9章 总结与展望 291
9.1 高精度导航定位技术产品 293
9.1.1 广域实时精密定位技术 293
9.1.2 协同实时精密定位技术 294
9.1.3 智能硬件 295
9.1.4 无人驾驶技术 296
9.2 北斗卫星导航的行业应用 296
9.2.1 行业应用技术体系 297
9.2.2 典型应用分析 297
9.2.3 行业应用拓展 302
9.3 北斗全球化和战略 303
9.3.1 北斗东盟国际合作 304
9.3.2 北斗与“一带一路” 306
附录 309
附录A 国内外常用GNSS数据处理软件 310
A.1 PANDA软件 310
A.2 GAMIT软件 312
A.3 Bernese软件 314
A.4 GIPSY软件 317
A.5 TriP软件 319
A.6 HGO数据后处理软件 320
附录B 厂商 320
B.1 天宝 320
B.2 徕卡 320
B.3 诺瓦泰 321
B.4 中海达 321
B.5 华测 322
B.6 南方测绘 322
附录C 学术刊物 322
C.1 Journal of Geophysical Research（JGR） 322
C.2 Geophysical Research Letters（GRL） 323
C.3 Journal of Geodesy 323
C.4 GPS Solutions 324
C.5 Navigation 324
C.6 Advances in Space Research 324
C.7 Survey Review 324
C.8 Inside GNSS 325
C.9 GPS World 325
C.10 Journal of Navigation 325
C.11 Journal of Global Positioning Systems （JGPS） 326
参考文献 327
缩略语 337
图书目录
目 录第1章 定位、坐标系和时间标准 1
1.1 问题的提出 2
1.1.1 基本目的和基本定位系统 2
1.1.2 时钟问题 5
1.1.3 一个改进的系统 6
1.1.4 改进后系统的总结 10
1.2 常用坐标系 11
1.2.1 地心惯性坐标系 11
1.2.2 测地坐标系 12
1.2.3 ECEF坐标系 15
1.2.4 ENU或NED坐标系 19
1.2.5 运动本体坐标系 21
1.3 时间系统 23
1.3.1 太阳时和恒星时 23
1.3.2 力学时 24
1.3.3 原子时和协调世界时（UTC） 25
1.3.4 GPS时（GPST） 26
1.3.5 北斗时（BDT） 28
参考文献 29
第2章 GPS和北斗卫星导航系统简介 31
2.1 GPS系统的历史由来 32
2.2 GPS系统的构成 39
2.3 GPS的现代化计划 47
2.4 北斗导航系统概述 53
参考文献 60
第3章 GPS和北斗的信号格式与导航电文 63
3.1 GPS信号 64
3.1.1 GPS信号的产生机制 64
3.1.2 C/A码发生器 70
3.1.3 C/A码自相关和互相关特性 76
3.2 北斗信号 82
3.2.1 北斗信号结构 82
3.2.2 北斗伪随机码发生器 86
3.2.3 北斗伪随机码的自相关和互相关特性 90
3.3 导航电文 93
3.3.1 GPS导航电文 93
3.3.2 北斗导航电文 101
3.4 不同卫星信号的时间关系 111
参考文献 114
第4章 信号捕获和跟踪 117
4.1 信号捕获 119
4.1.1 信号捕获的基本概念 119
4.1.2 基于时域相关器的信号捕获 125
4.1.3 基于匹配滤波器的信号捕获 132
4.1.4 基于FFT的信号捕获 134
4.1.5 短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获 139
4.1.6 基于数据分块和频率补偿的信号捕获 145
4.1.7 信号捕获的门限设定 153
4.1.8 相干积分和非相干积分 157
4.2 信号跟踪 163
4.2.1 基本的锁相环 164
4.2.2 线性锁相环的热噪声性能分析 173
4.2.3 载波跟踪环 175
4.2.4 伪码跟踪环 186
4.2.5 跟踪环实现和调试中的问题 197
4.2.6 比特同步 214
4.2.7 子帧同步 219
参考文献 222
第5章 双模观测量提取和误差分析 227
5.1 伪距观测量 228
5.2 载波相位观测量 233
5.3 多普勒频率和积分多普勒观测量 236
5.4 观测量误差特性分析 240
5.4.1 卫星时钟误差 241
5.4.2 星历误差 242
5.4.3 电离层延迟 244
5.4.4 对流层延迟 247
5.4.5 多径效应 249
5.4.6 接收机误差 253
5.5 差分GNSS技术 253
参考文献 267
第6章 卫星位置和速度的计算 271
6.1 卫星轨道理论 272
6.2 GPS卫星和北斗MEO/IGSO卫星 279
6.3 北斗GEO卫星 284
6.4 卫星位置和速度的插值计算 287
6.5 精密星历和星历扩展 289
参考文献 294
第7章 位置、速度和时间解算 297
7.1 小二乘法解算 298
7.1.1 基本原理 298
7.1.2 加权的小二乘法 301
7.1.3 利用伪距观测量计算位置和钟偏 304
7.1.4 利用多普勒观测量计算速度和钟漂 311
7.1.5 卫星的仰角和方位角 313
7.1.6 几何精度因子 316
7.1.7 接收机自主完好性监测（RAIM） 322
7.2 卡尔曼滤波解算 328
7.2.1 递归小二乘法 328
7.2.2 基本的卡尔曼滤波器 333
7.2.3 从连续时间系统到离散时间系统 336
7.2.4 扩展卡尔曼滤波器 339
7.2.5 接收机中常用的几种KF模型 342
7.2.6 卡尔曼滤波具体实现中的技术处理 351
7.3 小二乘法和卡尔曼滤波总结 356
参考文献 360
第8章 射频前端 363
8.1 卫星信号的发射与接收 364
8.2 级联系统的噪声系数 367
8.3 带通采样原理 369
8.4 中频采样方案和射频采样方案 373
8.4.1 中频采样方案 373
8.4.2 射频采样方案 376
8.5 自动增益控制（AGC）和量化位宽 380
8.6 射频载噪比和基带信噪比的关系 384
8.7 射频前端频率方案实例分析 386
参考文献 388
第9章 北斗和GPS双模软件接收机的实现 391
9.1 双模软件接收机的信号源 392
9.2 双模接收机的软件模块和程序运行界面 395
9.3 双模接收机数据处理结果 400
附录A 基本矩阵和向量运算 409
A.1 逆矩阵及其性质 410
A.2 矩阵的特征值和特征向量 411
A.3 二次型和有定矩阵 412
A.4 几种重要的矩阵分解 414
A.5 矩阵分析初步 418
附录B 直角坐标系的转换和旋转 421
附录C NBP和WBP的均值和方差 429
附录D 和卫星椭圆轨道相关的推导 433
附录E 电离层延迟的Klobuchar模型 437
大地测量学与全球导航卫星系统（GNSS）技术应用 这是一部深入探讨大地测量学基础理论及其在现代全球导航卫星系统（GNSS）技术应用中扮演关键角色的专业著作。本书旨在为读者提供一个全面而深刻的理解，从最基础的地球形状和重力场模型，到复杂的 GNSS 信号传播、接收机原理，再到 GNSS 在高精度测量、时空基准构建、地球动力学研究等多个前沿领域的广泛应用。本书尤其侧重于 GNSS 技术如何革新传统测量方法，提升测量精度和效率，并为科学研究和工程实践提供前所未有的支撑。 第一部分：大地测量学基础理论 本部分是理解 GNSS 技术根基的关键。我们将从地球的物理本质出发，深入剖析其几何形状和重力场。 地球的形状与模型： 宇宙中的天体并非完美的球体，地球亦是如此。本书将详细介绍地球的真实形状——梨形体（geoid），以及为便于计算和应用而建立的各种地球椭球模型（如 WGS84）。我们将讲解如何通过数学模型来描述和逼近地球的形状，包括大地水准面、参考椭球体、大地坐标系（经度、纬度、高程）等基本概念。读者将理解不同坐标系之间的转换原理，以及它们在高精度测量中的重要性。 地球重力场： 重力是 GNSS 定位中不可忽视的因素。本部分将介绍地球重力场的概念，包括重力异常、大地水准面与参考椭球面的差异，以及重力测量的方法。理解重力场对于高精度高程测定至关重要，因为它直接影响着 GNSS 接收机所能获取的垂直位置信息的准确性。我们将探讨各种重力场模型及其在 GNSS 差分技术中的应用。 大地测量学中的数学方法： 测量数据处理离不开严谨的数学工具。本书将系统介绍在经典大地测量学和现代 GNSS 应用中常用的数学方法，包括误差理论、最小二乘法、卡尔曼滤波等。我们将详细阐述这些方法在数据平差、质量控制、未知数求解等方面的应用，为读者掌握 GNSS 数据处理奠定坚实的数学基础。 第二部分：全球导航卫星系统（GNSS）原理 本部分将带领读者走进 GNSS 的世界，深入理解其工作原理和核心技术。 GNSS 系统概述： 本节将对当前主要的 GNSS 系统进行全面介绍，包括美国的 GPS（Global Positioning System）、俄罗斯的 GLONASS（Global Navigation Satellite System）、欧洲的 Galileo（伽利略）以及中国的北斗（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）。我们将重点阐述各系统的星座布局、卫星数量、轨道参数、信号结构以及其独特的优势和发展历程。理解不同系统的特性，对于实现多系统融合定位至关重要。 GNSS 卫星信号与传播： 卫星发出的信号是 GNSS 定位的载体。本书将详细解析 GNSS 信号的组成，包括伪随机噪声（PRN）码、导航电文等。我们将深入探讨信号在电离层和对流层中的传播延迟，以及这些延迟对定位精度的影响。同时，我们将介绍各种抑制和改正信号延迟的方法，如双频接收机、大气模型改正等。 GNSS 接收机原理： 接收机是 GNSS 系统的终端设备。本部分将深入剖析 GNSS 接收机的核心工作原理，包括信号捕获、跟踪、伪距和载波相位测量等关键环节。我们将详细讲解接收机如何通过测量卫星信号的到达时间（伪距）和相位（载波相位）来确定接收机的位置。对于理解高精度定位，载波相位测量的原理和技术是重点。 定位原理与解算： 基于接收到的卫星信号，GNSS 接收机能够解算出自身的位置。本节将详细阐述 GNSS 的基本定位原理，包括三维空间的三边测量法（Pseudorange Positioning）和多频载波相位差分定位（RTK）等。我们将讲解如何利用多颗卫星的观测数据，通过数学方程组求解出三维坐标。对于实现高精度定位，差分技术是核心，本书将对其原理和实现方式进行深入探讨。 第三部分：GNSS 在高精度定位领域的应用 本部分将聚焦 GNSS 技术在高精度测量和工程应用中的实际部署和性能表现。 差分 GNSS 技术（DGNSS）： 为了克服单点定位的精度限制，差分技术应运而生。本书将系统介绍各种差分 GNSS 技术，包括地面增强系统（GBAS）、星基增强系统（SBAS）以及最为关键的实时动态差分（RTK）和后处理差分（PPK）技术。我们将详细讲解 RTK 的工作原理，包括基站和移动站的数据处理流程，以及如何实现厘米级甚至毫米级的定位精度。 GNSS 在工程测量中的应用： 高精度 GNSS 技术已成为现代工程建设不可或缺的工具。本书将详细阐述 GNSS 在建筑施工、道路桥梁、水利工程、矿山测量等领域的广泛应用。我们将讨论如何利用 GNSS 进行地形测绘、放样定位、变形监测等，并分析其相较于传统测量方法的优势，如效率提升、成本降低以及作业便利性。 GNSS 在地质与地球动力学研究中的应用： GNSS 技术为我们观测地球的微小形变提供了强大的能力，从而在地球科学研究中发挥着越来越重要的作用。本书将探讨 GNSS 在板块构造运动监测、地震活动分析、火山形变观测、地壳均衡研究等方面的应用。我们将介绍如何利用长期 GNSS 数据分析地壳形变速率，从而为地震预警和灾害防治提供科学依据。 GNSS 在测绘与不动产管理中的应用： 精准的地理空间信息是现代测绘和不动产管理的基础。本书将阐述 GNSS 在地理信息系统（GIS）数据采集、地籍测量、土地确权、数字城市建设等方面的应用。我们将讨论如何利用 GNSS 技术构建高精度、高时效的空间数据库，为城市规划、资源管理和环境监测提供有力支持。 GNSS 的发展趋势与挑战： 随着技术的不断进步，GNSS 的应用前景将更加广阔。本书将对 GNSS 的未来发展趋势进行展望，包括多系统融合、低成本高精度接收机、人工智能在 GNSS 数据处理中的应用以及低轨道卫星导航系统等。同时，我们也将探讨 GNSS 面临的挑战，如信号干扰、脆弱性以及在复杂环境下的性能限制等。 第四部分：GNSS 数据处理与分析 本部分将侧重于 GNSS 数据的实际处理、质量控制以及数据分析方法。 GNSS 数据预处理： 原始的 GNSS 观测数据往往包含各种噪声和误差。本节将介绍 GNSS 数据预处理的各个环节，包括数据下载、格式转换、观测文件检查、卫星截止角设置等。我们将强调数据质量控制的重要性，并介绍常用的数据清理和筛选方法。 GNSS 数据后处理技术： 对于高精度应用，后处理是必不可少的。本书将深入讲解 GNSS 数据后处理的原理和流程，包括静态差分、快速静态差分、运动学差分等。我们将介绍常用的后处理软件，并指导读者如何利用这些软件进行精确的坐标计算和成果评估。 GNSS 数据分析与可视化： 处理后的 GNSS 数据需要进一步分析才能发挥其价值。本部分将介绍 GNSS 数据分析的方法，如时间序列分析、形变速率计算、误差分析等。同时，我们将讨论如何利用专业软件对 GNSS 数据进行可视化展示，如绘制轨迹图、变形图等，以便更直观地理解和解释测量结果。 GNSS 质量控制与精度评估： 确保 GNSS 测量结果的可靠性至关重要。本书将详细介绍 GNSS 测量中的质量控制原则和常用方法，包括内符合精度、外符合精度、相对精度等评估指标。我们将引导读者如何根据实际应用需求，选择合适的精度评估方法，并对测量成果的可靠性进行科学判断。 本书内容涵盖了从基础理论到前沿应用的各个层面，力求为读者提供一个系统、全面、深入的学习平台。无论是 GNSS 技术的研究者、工程师，还是相关专业的学生，都能从本书中获得宝贵的知识和启发，深刻理解 GNSS 技术在现代社会发展中的关键作用，并掌握利用 GNSS 技术解决实际问题的能力。
用户评价
评分
“北斗在高精度定位领域中的应用”这个副标题，更是精准地击中了我的兴趣点。我一直对那些能达到厘米级甚至毫米级定位的场景非常好奇，比如大地测量、精准农业、自动驾驶、航空航天等。这些领域听起来都离我们普通人很远，但它们的背后却是国家科技实力的体现，也是未来发展的重要方向。我特别想了解，北斗系统在高精度定位方面有哪些独特的优势，它又是如何实现如此高的精度的？书中是否会讲解一些具体的应用案例，比如某个大型工程项目是如何利用北斗进行精密测量的，或者自动驾驶汽车如何依靠北斗实现精准避障？我对其中的技术细节充满疑问，比如差分技术、RTK（实时动态差分）等，这些高精度定位的关键技术，如果书中能有清晰的解释，那就太棒了。我希望能看到一些图示或者案例分析，让我能够直观地理解这些高技术如何在实际场景中发挥作用。高精度定位不仅仅是技术的堆砌，更是解决实际问题的有力工具，我期待这本书能让我看到北斗系统在这一领域强大的生命力和广阔的应用前景，感受到中国科技的进步带来的实际效益。
评分“北斗/GPS双模软件接收机原理与实现”这个部分，让我眼前一亮。虽然我不是编程专业出身，但对于“软件接收机”这个概念，我总是充满了探索欲。传统的GPS接收机给我的印象是硬件集成度很高，而“软件接收机”听起来似乎更灵活，更易于定制和升级。我非常好奇，如何用软件的方式来实现卫星信号的接收、处理和定位？这本书是否会深入讲解软件接收机的架构设计，比如信号采集、数字下变频、载波跟踪、伪距测量等关键算法？我期待书中能够提供一些伪代码或者简单的实现思路，让我能够对这个过程有一个初步的认识。理解软件接收机的原理，不仅能帮助我更好地理解GNSS系统的工作机制，也能让我对未来的技术发展有一个更深刻的洞察。我猜测，通过软件接收机，我们可以实现更多定制化的功能，比如针对特定场景进行优化，或者与其他传感器进行融合，从而实现更强大的定位和导航能力。这本书如果能让我初步窥探到软件定义的GNSS接收机的奥秘，那将是一次非常宝贵的学习经历。
评分这本书的书名看起来非常吸引人，尤其对于我这种对卫星导航技术充满好奇的读者来说。我一直对我们头顶的那些默默工作的卫星，尤其是咱们自己的北斗系统，感到无比着迷。从小时候听说的“指南针”到如今无处不在的GPS，再到逐渐崛起的北斗，这背后蕴含的技术进步简直是科幻小说般的现实。书名中“概论”二字，预示着它会从宏观的角度介绍北斗以及GNSS（全球导航卫星系统）的方方面面，这正是我希望了解的。我迫切想知道，除了我们熟悉的GPS，还有哪些其他的GNSS系统，它们各自有什么特点，以及北斗系统是如何在众多系统中脱颖而出的。我期待书中能用通俗易懂的语言，解释那些听起来有些高深的导航原理，比如信号的传播、卫星的轨道、接收机的基本工作流程等等。毕竟，我不是专业背景出身，需要的是一个扎实而又易于理解的入门。同时，我也想了解GNSS是如何与我们的日常生活紧密联系在一起的，比如导航地图、共享单车定位、甚至是我们手机中的很多应用，背后都有GNSS的身影。这本书如果能把我带入这个充满科技魅力的世界，将是一次绝佳的学习体验。
评分从整体书名来看，这本书似乎覆盖了从基础理论到前沿应用的广泛内容，这对于我这种希望系统性学习GNSS知识的读者来说，无疑是一个巨大的诱惑。我最期待的，是它能够帮助我构建一个完整的知识体系。我希望它能从GNSS的起源和发展讲起，介绍全球主要的卫星导航系统，然后再聚焦到北斗系统，详细阐述其星座构型、信号体制、服务特点等。之后，再自然过渡到高精度应用，并最终深入到软件接收机的实现层面。这种由浅入深、由宏观到微观的逻辑编排，将非常有利于我这个初学者理解复杂的概念。我希望书中能够图文并茂，用丰富的图表和示意图来辅助说明，让那些抽象的技术原理变得更加生动形象。同时，我也很关心书中是否会提及GNSS系统在未来发展中的趋势，比如多模融合、与其他技术（如5G、AI）的结合等，这些能够让我对GNSS的未来有一个更清晰的认识。如果这本书能够成为我进入GNSS领域的一扇大门，那将是极大的幸事。
评分这本书的书名让我看到了一个探索卫星导航技术前沿的窗口。我对“概论”部分充满期待，希望它能为我打下坚实的基础，理解GNSS（全球导航卫星系统）是如何运作的，不仅仅是GPS，还有那些我不太熟悉的系统，它们各自的优势和劣势是什么。我尤其关注北斗系统，希望能够深入了解它的设计理念、技术创新以及它在国际舞台上的地位。而“在高精度定位领域中的应用”这一部分，更是激发了我对科技改变生活的好奇心。我迫切想知道，北斗是如何在自动驾驶、精准农业、智慧城市等领域发挥关键作用的，它带来的便利和效率提升究竟有多大。最后，“北斗/GPS双模软件接收机原理与实现”这个标题，则触及了我对技术实现层面的探究欲望。我渴望了解，如何通过软件的方式来处理卫星信号，实现定位功能，这其中涉及到的算法、技术挑战以及未来的发展方向。这本书如果能提供清晰的原理讲解，甚至是一些实现上的指导，那将是对我学习和实践的极大帮助。总而言之，这本书的标题预示着一次从宏观到微观，从理论到实践的全面探索之旅。
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