《GNSS數學仿真原理及系統實現》首先介紹了全球衛星導航系統基本原理以及衛星導航系統數學仿真的相關基礎理論，包括四大導航系統之間坐標系統和時間系統的轉換、衛星軌道建模與仿真、衛星星曆描述與導航電文、定位解算方法等；在此基礎上對GNSS數學仿真系統的具體設計與實現進行了描述，旨在讓讀者在全面掌握全球衛星導航系統數學仿真原理的基礎上，更好地了解GNSS數學仿真系統的構建流程。
基本介紹
- 書名：GNSS數學仿真原理及系統實現
- 出版社：中國宇航出版社
- 頁數：415頁
- 開本：32
- 品牌：中國宇航出版社
- 作者：許承東 李懷建
- 出版日期：2014年4月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787515906515
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
基本介紹
內容簡介
《GNSS數學仿真原理及系統實現》結合自主研發的GNSS數學仿真系統給出了具體的仿真實例，讀者可以結合仿真實例利用GNSS數學仿真系統進行相關GNSS數學仿真實驗研究。《GNSS數學仿真原理及系統實現》可供從事全球衛星導航系統數學仿真的工程技術人員參考，也可作為高等院校相關領域研究生和本科高年級學生的教學參考書。
作者簡介
許承東，1965年10月生，浙江省臨安市，研究生學歷，博士學位，北京理工大學宇航學院教授，主要從事飛行器設計、衛星導航系統仿真等領域的研究。
圖書目錄
第1章緒論
1.1引言
1.1.1衛星導航概述
1.1.2系統仿真技術
1.2GNSS概述
1.2.1美國GPS
1.2.2俄羅斯GLONASS
1.2.3歐盟Galileo系統
1.2.4中國BDS
1.2.5GNSS的兼容互操作
1.3GNSS數學仿真系統
1.3.1功能分析
1.3.2性能分析
1.3.3運行環境與數據格式
1.3.4人機互動界面
第2章坐標系統和時間系統
2.1坐標系統
2.1.1地球參考模型簡介
2.1.2地心慣性坐標系
2.1.3地心地固坐標系
2.1.4大地坐標系
2.1.5當地地理坐標系
2.1.6載體坐標系
2.2坐標系統之間的轉換
2.2.1同一參考橢球下坐標系統的轉換
2.2.2不同參考橢球間笛卡爾坐標系統的轉換
2.3時間系統
2.3.1天文時
2.3.2原子時
2.3.3協調世界時
2.3.4導航衛星系統時
2.4時間系統之間的轉換
2.4.1導航系統時與UTC之間的轉換
2.4.2不同導航衛星系統時之間的轉換
第3章衛星軌道建模與仿真
3.1GNSS星座特點分析
3.1.1GPS衛星星座特點分析
3.1.2GLONASS衛星星座特點分析
3.1.3Galileo系統衛星星座特點分析
3.1.4BDS衛星星座特點分析
3.2衛星軌道基礎理論
3.2.1克卜勒三大定律
3.2.2克卜勒軌道根數
3.2.3克卜勒軌道建模
3.2.4受攝運動
3.3基於星曆參數的衛星軌道仿真
3.3.1基於16參數的GPS、Galileo系統和BDS衛星軌道計算
3.3.2基於18參數的GPS衛星軌道計算
3.3.3GLONASS衛星軌道計算
3.4仿真實例
3.4.1GPS、Galileo和BDS衛星軌道仿真實例
3.4.2GLONASS衛星軌道仿真實例
第4章衛星星曆描述與導航電文
4.1曆書數據
4.2廣播星曆
4.3後處理星曆
4.4導航電文編碼
4.4.1GPS導航電文
4.4.2GLONASS導航電文
4.4.3Galileo系統導航電文
4.4.4BDS導航電文
4.5導航電文數據生成
4.5.1廣播星曆數據擬合
4.5.2衛星星鐘參數擬合
4.5.3電離層Klobuchar模型參數擬合
第5章空間環境仿真
5.1電離層效應
5.1.1電離層簡介
5.1.2電離層延遲
5.1.3映射函式
5.1.4電離層延遲模型
5.2對流層效應
5.2.1對流層簡介
5.2.2對流層延遲
5.2.3映射函式
5.2.4對流層延遲模型
第6章載體運動建模與仿真
6.1載體運動建模
6.1.1簡單運動載體模型
6.1.2車輛運動載體建模
6.1.3艦船運動載體建模
6.1.4飛機運動載體建模
6.1.5飛彈運動載體建模
6.2仿真實例
第7章觀測數據仿真
7.1觀測量誤差來源分析
7.1.1與衛星有關的誤差
7.1.2與信號傳播有關的誤差
7.1.3與接收機有關的誤差
7.2偽距觀測量仿真
7.3都卜勒頻移和載波相位觀測量仿真
第8章載體定位算法分析與仿真
8.1衛星導航系統定位方法
8.1.1單點定位原理
8.1.2差分定位原理
8.1.3相對定位原理
8.2觀測方程的線性化
8.2.1偽距單點定位的線性化模型
8.2.2載波相位單點定位的線性化模型
8.2.3相對定位的線性化模型
8.3衛星導航系統常用定位算法
8.3.1最小二乘定位算法
8.3.2卡爾曼濾波定位算法
第9章全球導航衛星系統的三維可視化
9.1三維可視化技術基礎
9.1.1三維可視化原理
9.1.2三維可視化算法
9.1.3三維可視化的實現流程
9.1.4三維可視化的套用
9.2GNSS三維可視化
9.2.1GNSS可視化仿真軟體介紹
9.2.2星地一體三維可視化
9.2.3GNSS數據的可視化
第10章GNSS數學仿真系統總體方案
10.1系統總體設計
10.1.1系統總體架構
10.1.2各子系統研發技術路線
10.2系統運行環境構建
10.2.1系統運行環境硬體架構
10.2.2系統運行環境軟體架構
10.3系統工作流程
第11章GNSS數學仿真系統設計與實現
11.1仿真任務設計子系統設計與實現
11.1.1用例設計
11.1.2界面設計
11.2仿真任務運行子系統設計與實現
11.2.1用例設計
11.2.2界面設計
11.3數據管理子系統設計與實現
11.3.1用例設計
11.3.2界面設計
11.4仿真模型管理子系統設計與實現
11.4.1用例設計
11.4.2界面設計
11.5綜合顯示子系統設計與實現
11.5.1用例設計
11.5.2界面設計
第12章GNSS數學仿真系統仿真實例
12.1GNSS仿真系統的衛星導航場景設計
12.1.1衛星導航套用場景
12.1.2衛星導航套用場景設計
12.1.3衛星導航套用場景設計實例
12.2定位算法性能仿真
12.2.1場景設計
12.2.2仿真流程
12.2.3仿真結果分析
12.3混合星座DOP值仿真
12.3.1場景設計
12.3.2仿真流程
12.3.3仿真結果分析
12.4衛星導航系統的星座覆蓋性能仿真
12.4.1場景設計
12.4.2仿真流程
12.4.3仿真結果分析
參考文獻
1.1引言
1.1.1衛星導航概述
1.1.2系統仿真技術
1.2GNSS概述
1.2.1美國GPS
1.2.2俄羅斯GLONASS
1.2.3歐盟Galileo系統
1.2.4中國BDS
1.2.5GNSS的兼容互操作
1.3GNSS數學仿真系統
1.3.1功能分析
1.3.2性能分析
1.3.3運行環境與數據格式
1.3.4人機互動界面
第2章坐標系統和時間系統
2.1坐標系統
2.1.1地球參考模型簡介
2.1.2地心慣性坐標系
2.1.3地心地固坐標系
2.1.4大地坐標系
2.1.5當地地理坐標系
2.1.6載體坐標系
2.2坐標系統之間的轉換
2.2.1同一參考橢球下坐標系統的轉換
2.2.2不同參考橢球間笛卡爾坐標系統的轉換
2.3時間系統
2.3.1天文時
2.3.2原子時
2.3.3協調世界時
2.3.4導航衛星系統時
2.4時間系統之間的轉換
2.4.1導航系統時與UTC之間的轉換
2.4.2不同導航衛星系統時之間的轉換
第3章衛星軌道建模與仿真
3.1GNSS星座特點分析
3.1.1GPS衛星星座特點分析
3.1.2GLONASS衛星星座特點分析
3.1.3Galileo系統衛星星座特點分析
3.1.4BDS衛星星座特點分析
3.2衛星軌道基礎理論
3.2.1克卜勒三大定律
3.2.2克卜勒軌道根數
3.2.3克卜勒軌道建模
3.2.4受攝運動
3.3基於星曆參數的衛星軌道仿真
3.3.1基於16參數的GPS、Galileo系統和BDS衛星軌道計算
3.3.2基於18參數的GPS衛星軌道計算
3.3.3GLONASS衛星軌道計算
3.4仿真實例
3.4.1GPS、Galileo和BDS衛星軌道仿真實例
3.4.2GLONASS衛星軌道仿真實例
第4章衛星星曆描述與導航電文
4.1曆書數據
4.2廣播星曆
4.3後處理星曆
4.4導航電文編碼
4.4.1GPS導航電文
4.4.2GLONASS導航電文
4.4.3Galileo系統導航電文
4.4.4BDS導航電文
4.5導航電文數據生成
4.5.1廣播星曆數據擬合
4.5.2衛星星鐘參數擬合
4.5.3電離層Klobuchar模型參數擬合
第5章空間環境仿真
5.1電離層效應
5.1.1電離層簡介
5.1.2電離層延遲
5.1.3映射函式
5.1.4電離層延遲模型
5.2對流層效應
5.2.1對流層簡介
5.2.2對流層延遲
5.2.3映射函式
5.2.4對流層延遲模型
第6章載體運動建模與仿真
6.1載體運動建模
6.1.1簡單運動載體模型
6.1.2車輛運動載體建模
6.1.3艦船運動載體建模
6.1.4飛機運動載體建模
6.1.5飛彈運動載體建模
6.2仿真實例
第7章觀測數據仿真
7.1觀測量誤差來源分析
7.1.1與衛星有關的誤差
7.1.2與信號傳播有關的誤差
7.1.3與接收機有關的誤差
7.2偽距觀測量仿真
7.3都卜勒頻移和載波相位觀測量仿真
第8章載體定位算法分析與仿真
8.1衛星導航系統定位方法
8.1.1單點定位原理
8.1.2差分定位原理
8.1.3相對定位原理
8.2觀測方程的線性化
8.2.1偽距單點定位的線性化模型
8.2.2載波相位單點定位的線性化模型
8.2.3相對定位的線性化模型
8.3衛星導航系統常用定位算法
8.3.1最小二乘定位算法
8.3.2卡爾曼濾波定位算法
第9章全球導航衛星系統的三維可視化
9.1三維可視化技術基礎
9.1.1三維可視化原理
9.1.2三維可視化算法
9.1.3三維可視化的實現流程
9.1.4三維可視化的套用
9.2GNSS三維可視化
9.2.1GNSS可視化仿真軟體介紹
9.2.2星地一體三維可視化
9.2.3GNSS數據的可視化
第10章GNSS數學仿真系統總體方案
10.1系統總體設計
10.1.1系統總體架構
10.1.2各子系統研發技術路線
10.2系統運行環境構建
10.2.1系統運行環境硬體架構
10.2.2系統運行環境軟體架構
10.3系統工作流程
第11章GNSS數學仿真系統設計與實現
11.1仿真任務設計子系統設計與實現
11.1.1用例設計
11.1.2界面設計
11.2仿真任務運行子系統設計與實現
11.2.1用例設計
11.2.2界面設計
11.3數據管理子系統設計與實現
11.3.1用例設計
11.3.2界面設計
11.4仿真模型管理子系統設計與實現
11.4.1用例設計
11.4.2界面設計
11.5綜合顯示子系統設計與實現
11.5.1用例設計
11.5.2界面設計
第12章GNSS數學仿真系統仿真實例
12.1GNSS仿真系統的衛星導航場景設計
12.1.1衛星導航套用場景
12.1.2衛星導航套用場景設計
12.1.3衛星導航套用場景設計實例
12.2定位算法性能仿真
12.2.1場景設計
12.2.2仿真流程
12.2.3仿真結果分析
12.3混合星座DOP值仿真
12.3.1場景設計
12.3.2仿真流程
12.3.3仿真結果分析
12.4衛星導航系統的星座覆蓋性能仿真
12.4.1場景設計
12.4.2仿真流程
12.4.3仿真結果分析
參考文獻
