正版弘轉發式衛星導航原理9787030255709施滸立,孫希延,李誌剛 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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施滸立，孫希延，李誌剛 著

圖書標籤:

• 衛星導航
• GNSS
• 北鬥導航
• 原理
• 施滸立
• 孫希延
• 李誌剛
• 定位
• 導航
• 通信
• 電子工程

店鋪： 玄岩璞圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030255709

商品編碼：29524642011

包裝：精裝

齣版時間：2009-10-01

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基本信息

書名：轉發式衛星導航原理

定價：48.00元

作者：施滸立,孫希延,李誌剛

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2009-10-01

ISBN：9787030255709

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.558kg

編輯推薦

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內容提要

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本書在繼承和吸收GPS類直播式衛星導航優勢和特色的基礎上，深入分析和總結瞭由我國科學傢自主發明和實踐的基於同步通信衛星的轉發式衛星導航係統，包括定位、測速、測姿和授時的原理等，並對轉發式衛星導航係統中存在的誤差問題作瞭較深入的分析，對係統的工程實用化問題進行瞭探討和論證。
　　本書可供從事和關心衛星導航的大學生、研究生、科技工作者在開展導航係統學習、研究、開發和應用時參閱。

目錄

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序
前言
章 衛星導航概論
　1.1 外衛星導航定位係統的現狀
　1.2 衛星導航定位技術的發展趨勢
　1.3 發展我國自主衛星導航係統麵臨的關鍵技術
　參考文獻
第2章 轉發式衛星導航定位原理
　2.1 轉發式衛星導航設計理念
　2.2 轉發式衛星導航係統組成
　2.3 高空位置測量基準和衛星精密測定軌原理
　　2.3.1 高空衛星位置測量基準
　　2.3.2 衛星精密測軌定軌原理
　　2.3.3 衛星測軌方法
　　2.3.4 衛星軌道的預報
　2.4 僞碼測距原理和僞距概念
　　2.4.1 僞碼測距原理
　　2.4.2 僞距概念
　　2.4.3 信號體製
　2.5 轉發式衛星導航的定位原理
　　2.5.1 坐標係
　　2.5.2 僞距空間交會定位原理
　　2.5.3 載波相位測量定位原理
　　2.5.4 多普勒定位工作原理
　2.6 轉發式衛星導航定位數學模型
　　2.6.1 虛擬原子鍾概念及模型
　　2.6.2 虛擬星座概念及模型
　　2.6.3 導航測軌一體化及復閤模型
　　2.6.4 地球橢球麵約束模型
　　2.6.5 相對僞距差概念及雙麯麵交會模型
　　2.6.6 小結
　參考文獻
第3章 定位測量方程解的探討
　3.1 定位測量方程球麵交會解的求解方法
　　3.1.1 綫性化迭代求解法
　　3.1.2 小二乘法
　　3.1.3 二分均衡迭代解法
　　3.1.4 高階消元解法
　3.2 高程約束的衛星定位測量方程的求解
　　3.2.1 橢球約束方程全微分處理解法
　　3.2.2 高程約束微分處理解法
　　3.2.3 地球橢球方程在方程組外作為約束條件的解法
　　3.2.4 地球高程作為約束條件時的二分均衡迭代解法
　　3.2.5 小結
　3.3 定位測量方程的雙麯麵交會解的求解方法
　3.4 解性能探討
　　3.4.1 方程組性態分析
　　3.4.2 係數矩陣的奇異特性
　　3.4.3 右端項準確化
　　3.4.4 解的迭代格式
　　3.4.5 誤差量未知數化
　　3.4.6 約束解
　　3.4.7 多導航信息融閤解
　　3.4.8 冗餘解
　　3.4.9 小結
　參考文獻
第4章 轉發式衛星導航的測速原理
　4.1 轉發式衛星導航測速設計理念
　4.2 多普勒測速原理
　4.3 頻率偏移分解
　　4.3.1 轉發式衛星導航下行載頻生成原理
　　4.3.2 轉發式衛星導航下行載波頻漂分析
　4.4 頻率改正的多普勒測速原理
　　4.4.1 上行頻率實時調整方法
　　4.4.2 廣播用戶頻率修正模型
　4.5 差頻多普勒測速原理
　　4.5.1 雙頻測速方式
　　4.5.2 雙頻測速對係統中相關頻率源的要求
　　4.5.3 雙頻頻差測試
　4.6 卡爾曼濾波實現轉發式衛星的動態定位及測速
　參考文獻
第5章 轉發式衛星導航測姿原理
　5.1 姿態確定的數學背景
　　5.1.1 方嚮餘弦
　　5.1.2 四元數
　　5.1.3 歐拉角
　5.2 坐標轉換確定姿態原理
　5.3 矢量小二乘法確定姿態原理
　5.4 利用轉發式衛星導航確定姿態的狀態估計法
　　5.4.1 雙差乾涉觀測
　　5.4.2 運動模型和姿態動力學
　5.5 轉發式衛星測姿精度的分析
　參考文獻
第6章 轉發式衛星導航授時原理
　6.1 時間概念
　6.2 轉發式衛星授時基礎
　　6.2.1 CAPST
　　6.2.2 時間傳遞
　6.3 CAPS定時
　　6.3.1 用戶相對於CAPS時間的鍾差
　　6.3.2 CAPS定時原理
　　6.3.3 CAPS定時誤差分析
　　6.3.4 CAPS定時方法
　6.4 CAPS校頻
　　6.4.1 時差法校頻
　　6.4.2 數字綜閤法校頻
　6.5 其他高精度時間傳遞方法
　　6.5.1 衛星雙嚮時間比對技術
　　6.5.2 載波相位法
　參考文獻
第7章 係統誤差分析
　7.1 誤差定義
　7.2 誤差方程討論
　　7.2.1 經典衛星定位的誤差方程
　　7.2.2 經典衛星導航的幾何精度因子
　　7.2.3 測速精度分析
　7.3 誤差源分析
　　7.3.1 衛星的主要誤差
　　7.3.2 信號傳播中的主要誤差
　　7.3.3 與接收設備有關的誤差
　7.4 誤差改正模型
　　7.4.1 誤差逼近修正模型
　　7.4.2 求差法
　　7.4.3 標校解
　　7.4.4 差分解
　　7.4.5 測量反饋修正法
　　7.4.6 冗餘法和數據平滑
　參考文獻
第8章 轉發式衛星導航工程化論證
　8.1 功率保證
　　8.1.1 傳輸方程
　　8.1.2 傳輸損耗和噪聲
　　8.1.3 衛星鏈路分析
　8.2 星座布局優化
　　8.2.1 轉發式衛星導航全球係統星座仿真
　　8.2.2 亞洲局域係統星座仿真
　　8.2.3 中國局域係統星座仿真
　8.3 抗乾擾問題和生存能力
　　8.3.1 轉發式衛星導航係統乾擾特性
　　8.3.2 轉發式衛星導航係統乾擾門限
　　8.3.3 轉發式衛星導航係統乾擾的影響
　　8.3.4 抗乾擾問題
　8.4 通信導航一體化
　　8.4.1 概述
　　8.4.2 轉發式衛星導航係統中的通信係統
　參考文獻
第9章 轉發式衛星導航展望
　9.1 轉發式衛星導航係統的創新點
　9.2 轉發式衛星導航原理精度極高
　9.3 轉發式衛星導航的其他優勢
　9.4 市場呼喚轉發式衛星導航係統
　參考文獻
附錄
　附錄A 坐標係說明
　附錄B 坐標係之間的轉換
　附錄C 四元數與歐拉角之間的關係
　參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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衛星導航的奧秘：從基礎理論到前沿應用 內容簡介 本書旨在深入淺齣地解析衛星導航係統的核心原理，勾勒齣其從誕生至今的發展脈絡，並展望未來的技術趨勢與應用前景。全書以嚴謹的學術態度，結閤豐富的工程實踐，為讀者構建一個係統、全麵的衛星導航知識體係。我們不局限於單一的衛星導航係統，而是力圖展現全球衛星導航技術發展的全景圖，包括但不限於GPS、GLONASS、Galileo以及中國的北鬥衛星導航係統（BDS）。 第一章：衛星導航係統概覽與曆史沿革 本章將從宏觀視角齣發，介紹衛星導航係統的基本概念和組成部分。我們將探討其發展曆程，迴顧從早期概念萌芽到如今多係統並存的格局，重點介紹各個係統的誕生背景、設計理念及主要特點。讀者將瞭解到，衛星導航並非一蹴而就，而是曆經數十年的技術積纍和國際閤作的産物。我們將追溯早期導航技術的局限性，以及引入衛星技術如何顛覆瞭傳統的導航方式。對冷戰背景下GPS的誕生，蘇聯GLONASS的齣現，歐洲Galileo的獨立發展，以及中國北鬥係統“三步走”戰略的演進，都將進行詳實的闡述。此外，本章還會初步介紹衛星導航係統在軍事、民用領域的初步應用，為後續章節的深入探討打下基礎。 第二章：導航衛星的軌道動力學與星座設計 理解衛星導航係統的基礎，離不開對其運行在太空中的導航衛星的深入認識。本章將重點解析導航衛星的軌道動力學，包括開普勒定律在衛星軌道描述中的應用，地球引力模型對衛星軌道的長期影響，以及軌道攝動因素（如太陽光壓、大氣阻力等）的分析。我們將詳細介紹衛星導航係統常用的軌道類型，例如中地球軌道（MEO），並解釋為何選擇這樣的軌道高度和傾角。 此外，本章還將深入探討導航衛星星座的設計原則。一個成功的導航係統，其衛星星座的布局至關重要，它直接影響到全球覆蓋範圍、定位精度、可用衛星數量以及係統的魯棒性。我們將分析星座設計的目標，包括最大化可見衛星數量、最小化幾何精度因子（DOP）以及保障係統的連續可用性。讀者將瞭解不同星座構型（如圓形、橢圓形、傾斜軌道組閤等）的優劣，以及如何通過優化衛星數量、軌道參數和在軌位置來達到最優的導航性能。 第三章：衛星信號的産生、傳播與接收 衛星導航係統的核心在於其傳輸的導航信號。本章將詳細闡述導航信號的産生機製，包括信號的編碼方式、頻率分配以及所攜帶的信息內容。我們將解析導航電文的組成，例如星曆、時鍾改正、電離層延遲改正等，以及這些信息如何被編碼並傳輸。 隨後，我們將聚焦信號在空間中的傳播過程。地球大氣層對導航信號的影響是不可忽視的，本章將深入分析電離層和對流層對信號的延遲和摺射效應，以及這些效應如何影響定位精度。我們將介紹常用的模型和改正方法，用於減小大氣延遲帶來的誤差。 最後，我們將討論導航信號的接收過程。接收機在接收衛星信號時，需要經曆信號捕獲、跟蹤、測量等一係列過程。本章將詳細介紹接收機的關鍵技術，包括天綫設計、低噪聲放大器、數字信號處理單元等，以及如何從微弱的衛星信號中提取齣有用的導航信息。對多種信號接收技術，如載波相位跟蹤、僞碼測量等，也將進行詳細介紹。 第四章：導航定位原理：從三維空間到精確測量 本章是衛星導航係統的核心內容，將詳盡闡述導航定位的原理。我們將從最基本的測量概念齣發，解釋如何利用衛星信號來確定接收機的三維位置、速度以及時間。 首先，我們將介紹基於僞碼測量的距離測量原理。接收機通過測量信號的傳播延遲，計算齣接收機到衛星的距離（僞距）。然後，我們將探討如何利用至少四顆可見衛星提供的僞距信息，構建方程組，解算齣接收機的三維坐標（X, Y, Z）以及接收機時鍾與衛星時鍾的偏差。我們將深入分析僞距測量誤差的來源，例如衛星時鍾誤差、軌道誤差、大氣延遲誤差、多徑效應以及接收機噪聲等，並介紹相應的誤差抑製和改正技術。 接下來，我們將引入基於載波相位的精密單點定位（PPP）和相對定位技術。相比於僞碼測量，載波相位測量具有更高的精度，但需要解決整周模糊度的問題。本章將深入解析載波相位測量的原理，以及PPP和相對定位技術如何剋服整周模糊度，從而實現厘米級甚至毫米級的定位精度。我們將探討PPP的實現方式，包括實時動態PPP（RTK）以及靜態PPP，並介紹其在測量、測繪、工程建設等領域的應用。 第五章：時間同步與係統性能指標 精確的時間同步是衛星導航係統正常運行的基石。本章將深入探討衛星導航係統中的時間係統，包括原子鍾、係統時間（如GPS時、BDS時）的定義與轉換。我們將解析原子鍾在衛星和地麵監測站中的作用，以及如何通過地麵監測站對衛星原子鍾進行精確校準，以維持係統時間的準確性。 此外，本章還將係統性地介紹衡量衛星導航係統性能的關鍵指標。我們將詳細解釋幾何精度因子（DOP）的概念，包括PDOP、HDOP、VDOP、TDOP等，並闡述DOP值如何影響定位精度。我們將分析理想的衛星幾何構型，以及如何通過優化星座設計和用戶接收機的觀測策略來減小DOP值。 同時，我們還將討論係統的覆蓋範圍、可用性、可靠性、連續性以及定位精度等重要指標。對不同應用場景對導航係統性能的要求，例如汽車導航、航空航海、高精度農業等，也將進行對比分析，幫助讀者理解不同應用對導航係統的具體需求。 第六章：導航信號的抗乾擾與增強技術 在復雜的電磁環境中，導航信號容易受到各種乾擾，從而影響導航係統的可靠性和精度。本章將重點介紹導航信號的抗乾擾技術。我們將分析常見的乾擾源，包括有源乾擾（如欺騙信號、有源乾擾器）和無源乾擾（如多徑效應、電磁屏蔽）。 然後，我們將深入探討各種抗乾擾技術，包括信號的編碼設計、頻率規劃、天綫設計（如定嚮天綫、多饋點天綫）、以及接收機端的信號處理算法（如自適應濾波、信號檢測與識彆）。對如何應對GPS欺騙等惡意攻擊，也將進行詳細的介紹。 此外，本章還將介紹導航係統的增強技術，旨在進一步提升導航係統的性能。這包括差分GPS（DGPS）技術，通過地麵參考站的差分改正信息，顯著提高定位精度。我們將詳細介紹RTK（Real-Time Kinematic）技術，以及其在實現實時厘米級定位中的關鍵作用。此外，還將介紹衛星導航與慣性導航係統（INS）、視覺導航等融閤技術（GNSS/INS/Vision Fusion），以提高導航係統的精度、可靠性和連續性，尤其是在GPS信號丟失或受乾擾的情況下。 第七章：衛星導航的應用領域與發展趨勢 本章將聚焦衛星導航係統在各個領域的廣泛應用，並展望其未來的發展趨勢。我們將詳細介紹衛星導航在交通運輸（汽車、航空、航海）、地理測繪、工程建設、農業生産、應急救援、國防安全等領域的實際應用案例。 在交通運輸領域，衛星導航已成為車輛導航、交通管理、航空管製、船舶定位的關鍵技術。在地理測繪和工程建設領域，高精度衛星導航技術推動瞭不動産測繪、地形測量、城市規劃、施工放樣等工作的智能化和高效化。在農業領域，精準農業利用衛星導航實現精準播種、施肥、噴藥，提高作物産量和資源利用效率。在應急救援領域，衛星導航為災區定位、人員搜救、物資調度提供瞭重要的支持。 展望未來，衛星導航技術將朝著更高精度、更高可靠性、更廣覆蓋範圍、更強抗乾擾能力的方嚮發展。我們將探討下一代導航係統的發展方嚮，例如多頻多模接收機的普及、星載增強技術、低軌衛星導航星座的構建，以及人工智能和大數據在導航信息處理中的應用。此外，還將探討衛星導航與其他新興技術的融閤，例如物聯網（IoT）、自動駕駛、無人機等，共同構建更加智能和互聯的未來。 結論 本書力求為讀者提供一個關於衛星導航係統原理的全麵、深入的理解。從基礎的軌道動力學到復雜的信號處理，從核心的定位算法到前沿的應用技術，我們力求做到條理清晰，內容詳實。通過閱讀本書，您將能夠深刻理解這項改變我們齣行、工作乃至生活的關鍵技術，並對其未來發展趨勢有所洞察。我們希望本書能成為您探索衛星導航奧秘的有力助手。

評分☆☆☆☆☆

這本書的譯者團隊功力可見一斑，他們顯然對這個專業領域有著深厚的理解，而非簡單的詞典式翻譯。在翻譯過程中，我沒有遇到任何“中式英語”或者生硬的直譯帶來的閱讀障礙。相反，很多原本在英文原版中可能需要結閤上下文反復琢磨的專業術語，在這裏都被賦予瞭非常貼切和精準的中文錶達，甚至有些術語的翻譯方式，比我之前接觸到的其他中文資料更為規範和清晰。這對於我們這些需要用中文撰寫研究報告和論文的學者來說，無疑是一個巨大的福音。流暢、準確的文字，是保證知識有效吸收的首要條件，而這本譯著在這方麵做得無可挑剔，它讓我能夠把注意力集中在知識本身，而不是在“理解這句話到底是什麼意思”上浪費時間。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我本來對這種“高大上”的專業書籍是抱持著一絲敬畏和抗拒的，擔心裏麵充斥著晦澀難懂的行話和讓人望而卻步的數學推導。然而，這本書的作者們顯然非常瞭解讀者的“痛點”。他們的敘事方式非常巧妙，不像某些教科書那樣直接將結論砸在你麵前，而是采取瞭一種循序漸進的“引導”方式。他們會先從最基礎、最直觀的物理現象切入，用通俗易懂的語言構建起一個概念的“骨架”，然後再逐步引入嚴謹的數學模型進行填充和深化。我特彆喜歡他們插入的一些曆史背景和實際應用案例，這些“花絮”不僅活躍瞭氣氛，更重要的是，它們讓我明白瞭為什麼要學習這些理論，這些公式在現實世界中扮演著怎樣的關鍵角色。這種教學方法，極大地降低瞭我的學習門檻，讓我能夠更有信心地去啃那些硬骨頭，感覺自己不是在被動接受灌輸，而是在和幾位經驗豐富的導師進行一場富有啓發性的對話。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是深得我心，封麵采用瞭素雅的米白色調，搭配著沉穩的深藍色字體，散發著一種老派的學術氣息，讓人一上手就覺得這是一本值得細細品味的專業著作。內頁的紙張質量也相當不錯，不是那種容易反光的劣質紙，閱讀起來眼睛非常舒適，即使長時間沉浸在復雜的公式和圖錶中，也不會感到強烈的視覺疲勞。我尤其欣賞齣版社在排版上的用心，章節標題的字體大小和行間距都把握得恰到好處，使得原本可能枯燥的理論知識結構清晰，邏輯層次分明。更彆提那些插圖和示意圖瞭，綫條清晰，標注詳盡，即便是初學者也能通過圖示快速捕捉到抽象概念的核心。這種對細節的極緻追求，無疑是對讀者時間和智力的尊重，讓我有理由相信，這本書的內容也必然是經過反復推敲和打磨的。在我看來，一本好的教材，不僅要傳授知識，更要提供一種愉悅的閱讀體驗，而這本書在這方麵做得非常齣色，光是翻閱它，就仿佛已經開始瞭一場嚴謹而優雅的學術探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

我最近一直在研究某種復雜的濾波算法，嘗試將其應用於一個高動態環境下的數據修正任務中，但遇到瞭性能瓶頸。市麵上相關的書籍大多隻停留在算法的數學描述層麵，無法給我提供調試和優化的實戰經驗。直到我翻閱瞭這本書的後半部分，其中對係統魯棒性和實時性要求的討論，簡直像是為我量身定做的指導手冊。作者沒有給齣任何現成的“靈丹妙藥”，而是係統地拆解瞭影響係統穩定性的各個關鍵參數，並詳細闡述瞭在不同噪聲模型下，調整這些參數所帶來的連鎖反應。我根據書中的思路，對我的仿真模型進行瞭一係列參數微調，結果令人振奮，係統的收斂速度和精度都得到瞭顯著提升。這本書不僅僅是一本知識的載體，更像是一位沉默的、經驗豐富的“首席工程師”，在你遇到技術難題時，為你指明一條清晰的排錯路徑。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在校研究生，手頭關於某一特定領域的基礎教材已經堆瞭不少，但總感覺它們要麼過於注重理論的完備性而犧牲瞭工程實踐的指導意義，要麼就是過於偏重應用，導緻對底層原理的闡述流於錶麵。這本書的齣現，完美地填補瞭我的這個“知識斷層”。它在理論深度上完全可以作為一本標準的參考書來使用，無論是對誤差分析的精細度，還是對信號處理算法的剖析，都達到瞭業界的較高水準。但更難能可貴的是，它並沒有止步於此。書中對不同技術路綫之間的權衡、不同方案的優缺點對比，都有著非常深刻且客觀的論述。我記得有一章專門討論瞭某一特定傳感器的局限性，作者不僅指齣瞭問題所在，還給齣瞭幾種業界前沿的改進思路，這種前瞻性和實用性的結閤，對我後續的畢業設計選題提供瞭巨大的靈感和方嚮指導。