《GNSS套用與方法》是2011年9月1日電子工業出版社出版的圖書，作者是格里森。本書系統介紹GNSS(全球導航衛星系統)的套用及其方法，全書共17章。
基本介紹
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
第1～5章講述GNSS導航的基礎知識，如GNSS信號捕獲和跟蹤，GNSS位置、速度和時間（PVT）估計，差分GPS技術和算法等，其中包括位置和速度套用的GNSS測量模擬器演示以及一個完整的GPS軟體接收機實現；第6～16章深入闡述GNSS與其他導航系統（如慣性導航器、LADAR、各種射頻測量、羅蘭系統等）的組合，以及GNSS在航空航天、室內和弱信號導航、掩星、大地測量、環境遙感等領域的套用；第17章是針對GPS開發的新導航信號和未來系統的概述。
本書由本領域的知名專家學者撰寫，內容豐富，體系完整，各章均包含實際套用案例，並在隨書附帶的DVD光碟中提供了相應的程式代碼，便於讀者親自動手操作和練習。
圖書目錄
目 錄
第1章 全球衛星導航系統：現在與未來 （1）
1.1 引言 （1）
1.1.1 當前和計畫中的GNSS星座 （1）
1.1.2 GNSS用戶架構 （2）
1.1.3 當前的GNSS套用 （4）
1.1.4 定位性能評估 （6）
1.2 GNSS信號的改進 （6）
1.2.1 增加的GPS頻率 （6）
1.2.2 高精度測距 （7）
1.2.3 更長的測距碼 （7）
1.2.4 更高的傳輸功率水平 （8）
1.3 先進的接收機技術 （8）
1.3.1 傳統接收機 （8）
1.3.2 基於FPGA的接收機 （9）
1.3.3 軟體定義的GNSS接收機 （9）
1.4 路線圖：如何使用本書 （10）
1.5 擴展閱讀 （14）
參考文獻 （14）
第2章 GNSS信號的捕獲與跟蹤 （15）
2.1 引言 （15）
2.2 GNSS信號的背景 （15）
2.2.1 BOC信號調製 （16）
2.2.2 PRN碼 （17）
2.3 PSK信號的搜尋 （18）
2.4 PSK信號的跟蹤 （23）
2.4.1 鎖相環（PLL） （23）
2.4.2 鎖頻環（FLL） （24）
2.4.3 延遲鎖定環（DLL） （25）
2.5 BOC信號的搜尋 （27）
2.6 BOC信號的跟蹤 （29）
2.6.1 利用單邊帶（SSB）技術的BOC信號跟蹤 （30）
2.6.2 利用多門鑑別器（MGD）的BOC信號跟蹤 （30）
2.6.3 利用碰撞與跳躍（BJ）算法的BOC信號跟蹤 （32）
2.6.4 利用雙重估計器（DE）的BOC信號跟蹤 （32）
參考文獻 （36）
第3章 GNSS導航：對位置、速度和時間的估計 （38）
3.1 概述 （38）
3.2 位置、速度、時間（PVT）估計 （38）
3.2.1 估計接收位置和時鐘偏差 （39）
3.2.2 電離層誤差的影響 （42）
3.2.3 衛星?用戶幾何結構的影響（DOP） （43）
3.2.4 估計接收機速度和時鐘漂移 （44）
3.2.5 估計時間 （45）
3.2.6 使用擴展卡爾曼濾波器（EKF）的PVT估計 （45）
3.2.7 通過載波相位定位增強精度 （46）
3.2.8 誤差源 （46）
3.3 GNSS模擬器 （47）
3.3.1 GNSS模擬器的測量細節 （47）
3.3.2 GNSS模擬器接口檔案 （49）
3.3.3 後處理GNSS模擬器輸出檔案 （50）
3.4 GNSS模擬器實例 （50）
3.4.1 例1：簡單的導航 （50）
3.4.2 例2：目的地之間移動 （52）
3.4.3 例3：FlightGear航點導航 （54）
3.4.4 例4：雙頻計算 （55）
3.4.5 例5：增加Galileo衛星 （57）
3.4.6 例6：基於太空飛行器的接收機 （58）
3.5 總結 （59）
3.6 DVD中提供的程式與工具 （59）
參考文獻 （60）
第4章 差分GNSS：準確性與完好性 （61）
4.1 DGNSS簡介 （61）
4.2 差分GNSS的基本原理 （61）
4.2.1 誤差來源與空間關聯度 （62）
4.2.2 局域/區域DGNSS改正數和DGNSS網路 （65）
4.2.3 DGNSS改正數的分發方法 （66）
4.2.4 DGNSS改正數的延遲管理 （67）
4.3 DGNSS完好性威脅和抑制 （68）
4.3.1 完好性威脅和GNSS故障 （68）
4.3.2 DGNSS系統故障造成的完好性威脅 （76）
4.3.3 信號傳播異常導致的完好性威脅 （76）
4.4 總結 （80）
4.5 DVD中提供的數據 （81）
參考文獻 （81）
第5章 GPS軟體接收機 （86）
5.1 引言和背景 （86）
5.2 許可、開發環境和開發工具 （86）
5.2.1 許可 （86）
5.2.2 GNU/Linux作業系統 （87）
5.2.3 微軟Windows系統 （87）
5.2.4 蘋果Mac OS X系統 （87）
5.2.5 顯示接收機輸出 （87）
5.3 示例數據集 （88）
5.3.1 數據集1 （88）
5.3.2 數據集2，與WAAS修正數據一起使用 （89）
5.4 fastgps軟體接收機的使用 （89）
5.4.1 配置檔案 （90）
5.4.2 輸出檔案 （92）
5.5 fastgps軟體接收機的結構 （94）
5.5.1 定時和時鐘管理 （94）
5.5.2 主處理循環 （95）
5.5.3 捕獲 （96）
5.5.4 跟蹤 （98）
5.5.5 導航 （101）
5.6 對未來改進的建議 （103）
5.7 擴展閱讀 （104）
參考文獻 （104）
第6章 GNSS和INS的組合：第一部分 （106）
6.1 引言 （106）
6.2 慣性導航 （107）
6.2.1 慣性感測器 （107）
6.2.2 坐標系 （107）
6.2.3 動力學方程 （108）
6.2.4 系統初始化 （111）
6.2.5 INS誤差模型 （112）
6.3 GNSS/INS組合的概念 （113）
6.3.1 GNSS/INS組合的動機 （113）
6.3.2 組合結構概述 （113）
6.3.3 GNSS/INS松組合 （114）
6.3.4 GNSS/INS緊組合 （115）
6.3.5 GNSS/INS深組合 （116）
6.4 濾波/估計算法 （117）
6.4.1 GNSS/INS擴展卡爾曼濾波器（EKF）概述 （117）
6.4.2 GNSS/INS系統的時間演化 （119）
6.5 GNSS/INS組合的實現 （120）
6.5.1 IMU感測器誤差模型 （120）
6.5.2 GNSS/INS組合：分步步驟 （122）
6.6 實際考慮的因素 （123）
6.6.1 槓桿臂 （123）
6.6.2 時間要求 （123）
6.7 總結和擴展閱讀 （124）
參考文獻 （124）
第7章 GNSS和INS的組合：第二部分 （127）
7.1 引言 （127）
7.2 案例1：低成本GNSS/INS組合導航儀 （127）
7.3 案例2：車輛側滑估計 （130）
7.3.1 動機 （130）
7.3.2 可觀測性 （132）
7.4 案例3：INS輔助高精度GNSS （133）
7.4.1 GNSS模糊度解析概述 （133）
7.4.2 INS模糊度解析的優點 （134）
7.5 軟體示例 （135）
參考文獻 （135）
第8章 LADAR、INS和GNSS組合導航 （137）
8.1 引言 （137）
8.2 基於LADAR的TERRAIN組合方法 （137）
8.3 基於LADAR的地形參考位置估計 （140）
8.3.1 位置估計和表面SSE （140）
8.3.2 窮舉格線搜尋 （142）
8.3.3 基於梯度的搜尋 （143）
8.4 慣性速度誤差的估計 （145）
8.5 TERRAIN系統性能的案例研究 （145）
8.5.1 個案研究Ⅰ——通用定位系統 （145）
8.5.2 個案研究Ⅱ—精密進近引導系統 （147）
參考文獻 （151）
第9章 GNSS與射頻系統結合 （152）
9.1 定位系統備選方案 （152）
9.2 RF定位類型和分類 （153）
9.2.1 接近（proximity）定位 （155）
9.2.2 無線電測向（DF）和到達角（AOA）定位 （156）
9.2.3 使用都卜勒頻率定位 （158）
9.2.4 使用信號強度的位置估計 （160）
9.2.5 用時間、相位和到達時間差（TOA、POA和TDOA）定位 （161）
9.3 估計方法 （163）
9.3.1 用三角測量作確定性估計 （163）
9.3.2 用最近鄰法作確定性估計 （165）
9.3.3 基於非測距的位置估計 （167）
9.3.4 使用質心/中心的機率估計 （167）
9.3.5 貝葉斯狀態估計 （168）
9.4 組合方法 （169）
9.4.1 最小二乘組合 （169）
9.4.2 卡爾曼濾波組合 （169）
9.4.3 語境處理 （170）
9.5 系統實例 （170）
9.5.1 偽衛星 （170）
9.5.2 偽同步 （171）
9.5.3 自同步網路 （171）
9.5.4 GPS和相對導航 （171）
9.5.5 基於電視的定位 （172）
9.5.6 蜂窩定位系統和GNSS的組合 （173）
9.6 DVD中包含的例子 （173）
9.7 擴展閱讀 （174）
參考文獻 （174）
第10章 航空套用 （178）
10.1 引言 （178）
10.2 航空增強系統的分類 （178）
10.3 GPS及其增強系統對航空用戶的優勢 （179）
10.3.1 海上飛行 （179）
10.3.2 陸上飛行：途中導航、終端導航和非精密進近 （180）
10.3.3 精密進近和著陸 （180）
10.4 GNSS航空導航的未來 （181）
10.4.1 GNSS現代化 （181）
10.4.2 下一代空中交通管理系統（NextGen） （182）
10.4.3 航空導航能力備份 （182）
10.5 航空增強系統的功能 （183）
10.5.1 增強系統的性能要求 （183）
10.5.2 正常情況下的誤差限 （184）
10.5.3 異常情況下的誤差限 （186）
10.5.4 監測 （189）
10.6 結論 （191）
10.7 擴展閱讀 （192）
參考文獻 （192）
第11章 GNSS與羅蘭系統組合 （196）
11.1 引言 （196）
11.2 羅蘭概述 （196）
11.2.1 羅蘭C （196）
11.2.2 eLoran （197）
11.3 工作原理 （198）
11.4 GNSS/Loran組合的歷史原因 （200）
11.5 組合方案 （201）
11.5.1 位置域組合 （201）
11.5.2 距離域組合 （202）
11.5.3 Déjà Vu 導航：距離域組合案例（205）
11.5.4 距離域組合的完好性 （207）
11.5.5 用於羅蘭完好性的準確度改進 （208）
11.5.6 跟蹤環域組合 （208）
11.6 結論 （209）
參考文獻 （209）
第12章 室內和弱信號導航 （211）
12.1 引言 （211）
12.2 與微弱信號處理相關的注意事項 （212）
12.2.1 弱信號捕獲 （213）
12.2.2 時鐘穩定性和積分時間 （214）
12.2.3 弱信號跟蹤 （214）
12.2.4 互相關和干擾信號 （215）
12.2.5 多徑抑制 （215）
12.2.6 未來GNSS的好處 （217）
12.3 輔助的可能性和支持系統 （217）
12.3.1 輔助 （217）
12.3.2 GNSS支持系統 （218）
12.4 弱信號條件下的導航算法 （219）
12.4.1 用戶運動的約束 （220）
12.4.2 地圖匹配 （220）
12.4.3 自適應算法 （221）
12.5 質量和完好性監測 （221）
12.5.1 完好性監測簡介 （221）
12.5.2 可靠性測試 （222）
12.5.3 加權最小二乘法 （223）
12.5.4 殘差和冗餘 （224）
12.5.5 全局測試 （224）
12.5.6 局部測試 （225）
12.5.7 零假設和備擇假設 （226）
12.5.8 用於故障檢測與排除的參數 （227）
12.5.9 多個異常 （227）
12.5.10 卡爾曼濾波中的故障檢測與排除 （228）
12.5.11 質量控制 （228）
12.5.12 質量控制的實際考慮 （229）
12.6 DVD中包含的例子 （230）
12.6.1 例1：弱信號捕獲 （230）
12.6.2 例2：故障檢測與排除 （233）
12.7 總結 （234）
12.8 擴展閱讀 （234）
參考文獻 （234）
第13章 空間套用 （238）
13.1 引言 （238）
13.2 操作注意事項 （238）
13.2.1 太空飛行器速度 （238）
13.2.2 軌道幾何結構 （239）
13.2.3 天線方向 （240）
13.2.4 體積和功率 （240）
13.2.5 多徑 （240）
13.2.6 信號強度 （241）
13.2.7 環境 （241）
13.3 套用 （242）
13.3.1 精密定軌 （242）
13.3.2 實時導航 （242）
13.3.3 編隊飛行和近距離作業 （243）
13.3.4 遙感 （244）
13.3.5 定姿 （244）
13.3.6 高軌GNSS （245）
13.3.7 發射、入軌和著陸 （245）
13.4 GNSS現代化 （246）
13.5 例子：處理來自GRACE衛星的原始測量數據 （246）
13.6 總結 （248）
參考文獻 （248）
第14章 大地測量和測量學 （251）
14.1 背景介紹 （251）
14.1.1 GNSS測量技術 （251）
14.1.2 GNSS大地測量 （253）
14.2 技術概述 （253）
14.2.1 GNSS大地測量和測量學的數據模型和處理策略 （253）
14.2.2 數學模型 （254）
14.2.3 基線處理 （256）
14.2.4 定位的網路處理 （259）
14.3 GNSS地面設施——連續運行參考站（CORS）網路 （259）
14.3.1 IGS基礎設施 （260）
14.3.2 國家CORS基礎設施 （263）
14.4 測量和大地測量套用及運行模式 （265）
14.4.1 GNSS測量技術 （265）
14.4.2 GNSS大地測量 （268）
14.5 未來：下一代GNSS （271）
14.5.1 更多衛星和信號的好處 （271）
14.5.2 GNSS基礎設施的提高 （272）
14.5.3 套用和未來 （273）
參考文獻 （273）
第15章 使用GNSS掩星的大氣遙感 （276）
15.1 引言 （276）
15.2 掩星測量 （277）
15.3 大氣反演 （279）
15.3.1 彎曲角度廓線推導 （279）
15.3.2 電離層校正 （280）
15.3.3 大氣廓線的推導 （281）
15.4 天氣和氣候套用 （283）
15.5 最新進展 （283）
15.6 DVD中包含的腳本和數據 （285）
15.7 擴展閱讀 （286）
參考文獻 （286）
第16章 基於雙基GNSS反射信號的遙感 （289）
16.1 引言 （289）
16.1.1 傳統遙感技術的一般性討論 （289）
16.1.2 利用GNSS反射信號的遙感技術 （290）
16.2 反射幾何關係 （291）
16.2.1 表面反射點位置的估計 （291）
16.2.2 延遲和都卜勒在表面的分布 （291）
16.3 信號處理 （293）
16.3.1 檢測和表面映射 （293）
16.3.2 平均連續相關 （294）
16.3.3 延遲波形與延遲都卜勒圖 （295）
16.4 遙感理論 （297）
16.4.1 雙基表面散射 （297）
16.4.2 雙基雷達散射截面 （298）
16.4.3 海面建模 （299）
16.4.4 雙基陸地散射 （300）
16.4.5 海凍的雙基散射 （301）
16.5 海面測高 （301）
16.5.1 動機 （302）
16.5.2 機載測高 （302）
16.5.3 空間GNSS海洋測高 （303）
16.6 海風及海浪遙感 （304）
16.6.1 飛機上的海風及海浪測量 （304）
16.6.2 太空飛行器上的海浪遙感 （305）
16.7 GNSS雙基陸地與冰塊遙感 （307）
16.7.1 GNSS陸地反射的歷史與套用 （307）
16.7.2 太空飛行器檢測到的地面反射 （307）
16.7.3 GNSS冰面反射的歷史與套用 （309）
16.7.4 太空飛行器檢測到的海冰反射 （309）
16.8 DVD上提供的數據 （312）
16.8.1 鏡面反射點計算腳本 （313）
16.8.2 表面散射模型 （313）
16.8.3 太空飛行器數據和處理工具 （313）
16.9 擴展閱讀 （313）
參考文獻 （314）
第17章 發展中的新導航信號和未來系統 （317）
17.1 GNSS的歷史 （317）
17.1.1 GPS （317）
17.1.2 衛星載波信號的調製 （318）
17.2 發展的目的 （318）
17.2.1 Galileo運行的主要概念 （319）
17.3 新調製策略 （320）
17.3.1 現有的擴譜符號——BPSK調製 （320）
17.3.2 二進制偏置載波（BOC）調製 （322）
17.3.3 多路復用BOC調製 （328）
17.3.4 複合BOC調製 （329）
17.3.5 時分多路BOC調製 （331）
17.3.6 其他擴頻符號調製方案 （332）
17.3.7 交替BOC（AltBOC）調製 （334）
17.4 信號多路復用技術 （336）
17.4.1 QPSK （337）
17.4.2 Interplex （337）
17.4.3 其他技術 （338）
17.5 干擾 （338）
17.5.1 性能指標 （339）
17.5.2 頻譜分離係數（SSC） （341）
17.6 建議的系統和信號特性列表 （345）
17.6.1 全球CDMA衛星導航系統I:GPS （345）
17.6.2 全球CDMA衛星導航系統Ⅱ：Galileo （347）
17.6.3 全球CDMA衛星導航系統Ⅲ：Compass （348）
17.7 總結 （348）
參考文獻 （349）
作者簡介 （350）
