北斗/GPS雙模軟體接收機原理與實現技術

北斗/GPS雙模軟體接收機原理與實現技術

《北斗/GPS雙模軟體接收機原理與實現技術》是2016年5月電子工業出版社出版的圖書,作者是魯郁。

基本介紹

  • 中文名:北斗/GPS雙模軟體接收機原理與實現技術
  • 作者:魯郁
  • ISBN:9787121285257
  • 頁數:586頁
  • 定價:98元
  • 出版社:電子工業出版社
  • 出版時間:2016年5月
  • 開本:16開
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書專從電子工程和通信技術的角度詳細講解GPS和北斗雙系統接收機的原理,在對GPS和北斗系統的歷史演進進行介紹的同時,詳細講解了GPS和北斗接收機內部從信號跟蹤與捕獲,到衛星位置速度計算、觀測量模型分析和定位導航解算的幾乎所有信號處理理論,同時也融進了作者在該領域多年的研發經驗和心得。全書在對理論知識進行詳細闡述的同時,緊密結合理論知識點實現了一台GPS和北斗雙系統軟體接收機,給出了該軟體接收機原始碼,該原始碼實現了本書講解的所有理論知識點,讀者可以在閱讀本書理論部分的同時運行相應程式,自行對運行結果進行理解和分析,同時也可以根據自身需求對原始碼進行修改,更快更好地理解GPS和北斗雙系統接收機設計的理論,為進一步地深化學習打下堅實的基礎。

圖書目錄

目 錄
第1章 定位、坐標系和時間標準 1
1.1 問題的提出 2
1.1.1 基本目的和基本定位系統 2
1.1.2 時鐘問題 5
1.1.3 一個改進的系統 6
1.1.4 改進後系統的總結 10
1.2 常用坐標系 11
1.2.1 地心慣性坐標系 11
1.2.3 ECEF坐標系 15
1.2.4 ENU或NED坐標系 19
1.2.5 運動本體坐標系 21
1.3 時間系統 23
1.3.1 太陽時和恆星時 23
1.3.2 力學時 24
1.3.3 原子時和協調世界時(UTC) 25
1.3.4 GPS時(GPST) 26
1.3.5 北斗時(BDT) 28
參考文獻 29
第2章 GPS和北斗衛星導航系統簡介 31
2.1 GPS系統的歷史由來 32
2.2 GPS系統的構成 39
2.3 GPS的現代化計畫 47
2.4 北斗導航系統概述 53
參考文獻 60
第3章 GPS和北斗的信號格式與導航電文 63
3.1 GPS信號 64
3.1.1 GPS信號的產生機制 64
3.1.2 C/A碼發生器 70
3.1.3 C/A碼自相關和互相關特性 76
3.2 北斗信號 82
3.2.1 北斗信號結構 82
3.2.2 北斗偽隨機碼發生器 86
3.2.3 北斗偽隨機碼的自相關和互相關特性 90
3.3 導航電文 93
3.3.1 GPS導航電文 93
3.3.2 北斗導航電文 101
3.4 不同衛星信號的時間關係 111
參考文獻 114
第4章 信號捕獲和跟蹤 117
4.1 信號捕獲 119
4.1.1 信號捕獲的基本概念 119
4.1.2 基於時域相關器的信號捕獲 125
4.1.3 基於匹配濾波器的信號捕獲 132
4.1.4 基於FFT的信號捕獲 134
4.1.5 短時相關匹配濾波器和FFT結合的信號捕獲 139
4.1.6 基於數據分塊和頻率補償的信號捕獲 145
4.1.7 信號捕獲的門限設定 153
4.1.8 相干積分和非相干積分 157
4.2 信號跟蹤 163
4.2.1 基本的鎖相環 164
4.2.2 線性鎖相環的熱噪聲性能分析 173
4.2.3 載波跟蹤環 175
4.2.4 偽碼跟蹤環 186
4.2.5 跟蹤環實現和調試中的問題 197
4.2.6 比特同步 214
4.2.7 子幀同步 219
參考文獻 222
第5章 雙模觀測量提取和誤差分析 227
5.1 偽距觀測量 228
5.2 載波相位觀測量 233
5.3 都卜勒頻率和積分都卜勒觀測量 236
5.4 觀測量誤差特性分析 240
5.4.1 衛星時鐘誤差 241
5.4.2 星曆誤差 242
5.4.3 電離層延遲 244
5.4.4 對流層延遲 247
5.4.5 多徑效應 249
5.4.6 接收機誤差 253
5.5 差分GNSS技術 253
參考文獻 267
第6章 衛星位置和速度的計算 271
6.1 衛星軌道理論 272
6.2 GPS衛星和北斗MEO/IGSO衛星 279
6.3 北斗GEO衛星 284
6.4 衛星位置和速度的插值計算 287
6.5 精密星曆和星曆擴展 289
參考文獻 294
第7章 位置、速度和時間解算 297
7.1 最小二乘法解算 298
7.1.1 基本原理 298
7.1.2 加權的最小二乘法 301
7.1.3 利用偽距觀測量計算位置和鐘偏 304
7.1.4 利用都卜勒觀測量計算速度和鐘漂 311
7.1.5 衛星的仰角和方位角 313
7.1.6 幾何精度因子 316
7.1.7 接收機自主完好性監測(RAIM) 322
7.2 卡爾曼濾波解算 328
7.2.1 遞歸最小二乘法 328
7.2.2 基本的卡爾曼濾波器 333
7.2.3 從連續時間系統到離散時間系統 336
7.2.4 擴展卡爾曼濾波器 339
7.2.5 接收機中常用的幾種KF模型 342
7.2.6 卡爾曼濾波具體實現中的技術處理 351
7.3 最小二乘法和卡爾曼濾波總結 356
參考文獻 360
第8章 射頻前端 363
8.1 衛星信號的發射與接收 364
8.2 級聯繫統的噪聲係數 367
8.3 帶通採樣原理 369
8.4 中頻採樣方案和射頻採樣方案 373
8.4.1 中頻採樣方案 373
8.4.2 射頻採樣方案 376
8.5 自動增益控制(AGC)和量化位寬 380
8.6 射頻載噪比和基帶信噪比的關係 384
8.7 射頻前端頻率方案實例分析 386
參考文獻 388
第9章 北斗和GPS雙模軟體接收機的實現 391
9.1 雙模軟體接收機的信號源 392
9.2 雙模接收機的軟體模組和程式運行界面 395
9.3 雙模接收機數據處理結果 400
附錄A 基本矩陣和向量運算 409
A.1 逆矩陣及其性質 410
A.2 矩陣的特徵值和特徵向量 411
A.3 二次型和有定矩陣 412
A.4 幾種重要的矩陣分解 414
A.5 矩陣分析初步 418
附錄B 直角坐標系的轉換和旋轉 421
附錄C NBP和WBP的均值和方差 429
附錄D 和衛星橢圓軌道相關的推導 433
附錄E 電離層延遲的Klobuchar模型 437

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