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北斗 GPS双模软件接收机原理与实现技术电子书

鲁郁博士多年来一直致力于卫星导航研发工作,长期工作于卫星导航领域的前沿,本书是他和他的团队的*科研成果与实践的总结,是北斗/GPS双模收机设计理论和方法方面少有的一本具有实际指导和借鉴作用的专著。

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作       者:鲁郁

出  版  社:电子工业出版社

出版时间:2016-05-01

字       数:40.7万

所属分类: 科技 > 自然科学 > 天文/地理

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本书专从电子工程和通信技术的角度详细讲解GPS和北斗双系统收机的原理,在对GPS和北斗系统的历史演行介绍的同时,详细讲解了GPS和北斗收机内部从信号跟踪与捕获,到卫星位置速度计算、观测量模型分析和定位导航解算的几乎所有信号处理理论,同时也融了作者在该领域多年的研发经验和心得。全书在对理论知识行详细阐述的同时,紧密结合理论知识实现了一台GPS和北斗双系统软件收机,给出了该软件收机源代码,该源代码实现了本书讲解的所有理论知识,读者可以在阅读本书理论部分的同时运行相应程序,自行对运行结果行理解和分析,同时也可以根据自身需求对源代码行修改,更快更好地理解GPS和北斗双系统收机设计的理论,为一步地深化学习下坚实的基础。 本书专从电子工程和通信技术的角度详细讲解GPS和北斗双系统收机的原理,在对GPS和北斗系统的历史演行介绍的同时,详细讲解了GPS和北斗收机内部从信号跟踪与捕获,到卫星位置速度计算、观测量模型分析和定位导航解算的几乎所有信号处理理论,同时也融了作者在该领域多年的研发经验和心得。全书在对理论知识行详细阐述的同时,紧密结合理论知识实现了一台GPS和北斗双系统软件收机,给出了该软件收机源代码,该源代码实现了本书讲解的所有理论知识,读者可以在阅读本书理论部分的同时运行相应程序,自行对运行结果行理解和分析,同时也可以根据自身需求对源代码行修改,更快更好地理解GPS和北斗双系统收机设计的理论,为一步地深化学习下坚实的基础。
【推荐语】
鲁郁博士多年来一直致力于卫星导航研发工作,长期工作于卫星导航领域的前沿,本书是他和他的团队的*科研成果与实践的总结,是北斗/GPS双模收机设计理论和方法方面少有的一本具有实际指导和借鉴作用的专著。
【作者】
鲁郁, 河南信阳人, 1997年和2000年从北京大学电子学系获得学士和硕士学位,2006年从美国加州大学Riverside分校获得博士学位,在博士学习期间始触GPS技术,参与了GPS软件收机源项目,博士毕业后在美国硅谷创业公司从事GPS芯片的研发和设计。2009年归国后,先后在中国科学院微电子研究所和展讯通信有限公司任职。鲁郁博士从2001年始一直坚持在卫星导航领域从事技术发和算法研究工作,参与或主持了多款卫星导航芯片和系统的设计,在卫星导航技术领域有深厚的积累,近年来主要从事GPS/北斗卫星导航技术工程化和产业化方面的工作。
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内容简介

总序

前言

第1章 定位、坐标系和时间标准

1.1 问题的提出

1.1.1 基本目的和基本定位系统

1.1.2 时钟问题

1.1.3 一个改进的系统

1.1.4 改进后系统的总结

1.2 常用坐标系

1.2.1 地心惯性坐标系

1.2.2 测地坐标系

1.2.3 ECEF坐标系

1.2.4 ENU或NED坐标系

1.2.5 运动本体坐标系

1.3 时间系统

1.3.1 太阳时和恒星时

1.3.2 力学时

1.3.3 原子时和协调世界时(UTC)

1.3.4 GPS时(GPST)

1.3.5 北斗时(BDT)

参考文献

第2章 GPS和北斗卫星导航系统简介

2.1 GPS系统的历史由来

2.2 GPS系统的构成

2.3 GPS的现代化计划

2.4 北斗导航系统概述

参考文献

第3章 GPS和北斗的信号格式与导航电文

3.1 GPS信号

3.1.1 GPS信号的产生机制

3.1.2 C/A码发生器

3.1.3 C/A码自相关和互相关特性

3.2 北斗信号

3.2.1 北斗信号结构

3.2.2 北斗伪随机码发生器

3.2.3 北斗伪随机码的自相关和互相关特性

3.3 导航电文

3.3.1 GPS导航电文

3.3.2 北斗导航电文

3.4 不同卫星信号的时间关系

参考文献

第4章 信号捕获和跟踪

4.1 信号捕获

4.1.1 信号捕获的基本概念

4.1.2 基于时域相关器的信号捕获

4.1.3 基于匹配滤波器的信号捕获

4.1.4 基于FFT的信号捕获

4.1.5 短时相关匹配滤波器和FFT结合的信号捕获

4.1.6 基于数据分块和频率补偿的信号捕获

4.1.7 信号捕获的门限设定

4.1.8 相干积分和非相干积分

4.2 信号跟踪

4.2.1 基本的锁相环

4.2.2 线性锁相环的热噪声性能分析

4.2.3 载波跟踪环

4.2.4 伪码跟踪环

4.2.5 跟踪环实现和调试中的问题

4.2.6 比特同步

4.2.7 子帧同步

参考文献

第5章 双模观测量提取和误差分析

5.1 伪距观测量

5.2 载波相位观测量

5.3 多普勒频率和积分多普勒观测量

5.4 观测量误差特性分析

5.4.1 卫星时钟误差

5.4.2 星历误差

5.4.3 电离层延迟

5.4.4 对流层延迟

5.4.5 多径效应

5.4.6 接收机误差

5.5 差分GNSS技术

参考文献

第6章 卫星位置和速度的计算

6.1 卫星轨道理论

6.2 GPS卫星和北斗MEO/IGSO卫星

6.3 北斗GEO卫星

6.4 卫星位置和速度的插值计算

6.5 精密星历和星历扩展

参考文献

第7章 位置、速度和时间解算

7.1 最小二乘法解算

7.1.1 基本原理

7.1.2 加权的最小二乘法

7.1.3 利用伪距观测量计算位置和钟偏

7.1.4 利用多普勒观测量计算速度和钟漂

7.1.5 卫星的仰角和方位角

7.1.6 几何精度因子

7.1.7 接收机自主完好性监测(RAIM)

7.2 卡尔曼滤波解算

7.2.1 递归最小二乘法

7.2.2 基本的卡尔曼滤波器

7.2.3 从连续时间系统到离散时间系统

7.2.4 扩展卡尔曼滤波器

7.2.5 接收机中常用的几种KF模型

7.2.6 卡尔曼滤波具体实现中的技术处理

7.3 最小二乘法和卡尔曼滤波总结

参考文献

第8章 射频前端

8.1 卫星信号的发射与接收

8.2 级联系统的噪声系数

8.3 带通采样原理

8.4 中频采样方案和射频采样方案

8.4.1 中频采样方案

8.4.2 射频采样方案

8.5 自动增益控制(AGC)和量化位宽

8.6 射频载噪比和基带信噪比的关系

8.7 射频前端频率方案实例分析

参考文献

第9章 北斗和GPS双模软件接收机的实现

9.1 双模软件接收机的信号源

9.2 双模接收机的软件模块和程序运行界面

9.3 双模接收机数据处理结果

附录A 基本矩阵和向量运算

A.1 逆矩阵及其性质

A.2 矩阵的特征值和特征向量

A.3 二次型和有定矩阵

A.4 几种重要的矩阵分解

A.5 矩阵分析初步

附录B 直角坐标系的转换和旋转

附录C NBP和WBP的均值和方差

附录D 和卫星椭圆轨道相关的推导

附录E 电离层延迟的Klobuchar模型

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