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目录1

第一章 绪论1

§1-1 GPS定位系统的发展历史及意义1

§1-2 GPS卫星和地面监控网3

§1-3 GPS信号结构和特性5

一、扩频调制技术6

二、P码7

三、C/A码8

四、伪随机码特性8

五、C/A码相关接收原理10

六、C/A码向P码的转换11

§1-4 GPS导航电文12

§1-5 GPS精密测地系统发展概况15

一、MITES-Macrometer15

二、SERIES17

三、TI-410018

四、WM-10120

五、TRIMBLE 4000S20

六、SERCEL TR5S21

七、小结22

§2-1 概述24

第二章 观测量24

§2-2 GPS信号传播方程25

一、第一种表达式27

二、第二种表达式28

§2-3 C/A码和P码的伪距观测量29

§2-4 多普勒观测量31

§2-5 载波相位观测量34

§2-6 副载波相位观测量38

§2-7 信号比特观测量40

一、采样速率与带宽的关系41

二、无限削波对信噪比的影响43

§3-2 检测理论与噪声中的信号提取45

一、检测理论45

第三章 GPS信息的相关接收45

§3-1 引言45

二、最佳接收理论48

§3-3 伪随机码的延时锁定55

一、一般延时锁定环55

二、包络相关延时锁定环60

三、伪随机码的搜索与捕获65

§3-4 PSK信号的检测与同步69

一、BPSK信号的检测70

二、BPSK信号同步技术72

一、多路卫星信号对一般扩频信号的影响81

§3-5 多路卫星信号的影响81

二、伪随机码对扩频信号的干扰83

§3-6 GPS相关接收机86

一、概述86

二、X型GPS接收机87

三、简易型GPS接收机95

四、多路复用GPS接收机98

五、全数字化GPS接收机104

六、双频GPS接收机106

§4-1 概述110

第四章 GPS信息的无码接收110

§4-2 BPSK载波相位恢复技术111

一、平方环112

二、同相-正交环114

三、逆调制环119

四、判决反馈环121

§4-3 L1波段载波相位恢复技术122

一、四次方环124

二、斯里普凯尔环125

三、逆调制QPSK载波恢复环126

§4-4 副载波钟频相位恢复技术128

一、码的频谱分析129

二、匹配滤波对称非线性钟频恢复131

三、延迟-相乘钟频恢复132

四、微分平方钟频恢复134

五、包络检波法134

六、延迟相干法135

七、载频差频法137

§4-5 锁相环的分析137

一、锁相环的线性和准线性模型137

二、锁相环的非线性分析和跳周140

§4-6 锁相环的多普勒跟踪性能150

一、多普勒频移151

二、一阶环跟踪性能151

三、二阶环跟踪性能152

四、三阶环跟踪性能155

§4-7 噪声对相位误差影响的分析160

一、噪声对BPSK信号恢复载波相位误差的影响160

二、噪声对QPSK信号载波相位误差的影响167

§4-8 振荡器相位噪声对载波相位误差的影响171

一、相位噪声和频率稳定度模型172

二、相位噪声功率谱密度的测量174

三、相位噪声对频率噪声方差的影响175

四、振荡源相位噪声对锁相环相位误差的影响177

§4-9 GPS无码接收机180

一、相位法GPS无码接收机180

二、干涉法GPS无码接收机183

三、GPS精密测地系统185

第五章 数学模型和数据处理方法187

§5-1 GPS定位的几何模型187

一、单点定位的几何模型187

二、相对定位的几何模型188

§5-2 观测量概述190

§5-3 数学模型194

一、单差数学模型195

二、双差数学模型199

三、差分多普勒模型200

四、三差数学模型201

五、一般约化组合模型202

六、模糊函数数学模型203

七、单站观测模型207

八、干涉法观测处理模型208

§5-4 数据处理方法210

一、平差方法基础211

二、单差处理方法214

三、差分多普勒方法218

四、双差处理方法223

五、三差处理方法229

六、模糊函数处理方法232

§5-5 多站处理数学模型234

一、正交化法235

二、无差分模型236

§5-6 卫星轨道定轨方法及改进238

一、轨道理论与摄动模型239

二、轨道改进方法241

§5-7 数据处理程序245

一、观测数据预处理245

二、轨道数据处理程序247

三、定位程序248

§5-8 测量结果分析和比较249

一、不同计算方法的比较249

五、输出结果部分249

四、测量网平差249

二、观测精度与卫星数目的关系253

三、测量精度与观测时段的关系255

四、单频和双频观测精度的比较257

五、长短基线观测结果比较261

六、单基线处理和观测网处理结果的比较262

七、小结263

第六章 卫星位置计算与星座选择264

§6-1 卫星的轨道参数264

§6-2 卫星位置的计算265

§6-3 几何精度因子GDOP268

§6-4 观测星座的选择270

一、方向余弦法270

二、矢端四面体法272

§6-5 四星座的最佳选择和算法273

§6-6 两种实用的星座选择法276

一、四锥体结构选择法276

二、最大高度-底面积选择法278

第七章 误差分析和改正模型279

§7-1 接收设备误差分析279

一、各种环路与载波信噪比的关系279

二、接收机输入端的噪声功率281

§7-2 外界环境影响及改正模型283

一、对流层效应及改正模型284

二、电离层效应及改正模型294

三、地球潮汐改正298

四、多径效应302

五、钟差改正和相对论效应改正306

第八章 GPS精密测地系统的应用310

§8-1 在地壳形变观测中的应用310

一、概述310

二、形变观测网的布设311

三、监测网的观测312

四、变形观测的平差方法313

一、建立基本控制网317

§8-2 在大地测量中的应用317

二、测定大地水准面318

三、开拓动力大地测量学新领域319

§8-3 在海洋石油勘探和平台定位中的应用320

§8-4 在航空物探定位中的应用322

§8-5 在船舶进出港口导航中的应用323

§8-6 在船舶机动性能测定中的应用325

一、航速测量325

二、旋回半径测量325

五、船舶惯性测量326

三、舵角提前量测量326

四、船舶航向稳定性测量326

六、对船舶辅助导航设备的校准327

§8-7 在海洋大地测量中的应用327

一、建立海洋大地控制网327

二、海洋划界329

三、海洋工程330

四、海洋科学研究330

§8-8 在时间传递和测定中的应用330

参考文献334

有关专业名词解释339