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GPS основы спутниковой навигации (377,70 руб.)

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АвторыYu Peihong
ИздательствоAviation Industry Press
Страниц173
ID718012
АннотацияЦель книги - дать детальное описание GPS и связанных с ним технологий. Он описывает, как GPS работает и как навигатор применяется, в том числе базовые принципы, структуры системы, характеристики сигналов, координатные преобразования, граф макеты, дифференциальная технология, вспомогательные системы GPS, CLONASS, CALILEO, BeiDou и других ГНСС введение, формат данных и структуры оборудования. Она также включает в себя новые технологии в области ГНСС, применения ГНСС и другое содержание. Книга хорошо организована, информативна и легка для понимания и запоминания. Она предоставляет персоналу по разработке и применению GPS необходимый контент для их использования, а также помогает читателям быстро и всесторонне понять технологию, связанную с GPS.
ISBN978-7-80243-789-0
GPS основы спутниковой навигации [Электронный ресурс] / Peihong Yu .— : Aviation Industry Press, 2011 .— 173 с. — ISBN 978-7-80243-789-0 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/718012

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内 容 提 要 本书旨在详细描述全球定位系统及相关的技术, 讲述 GPS 如何工作以及如何应用, 包括 基本原理、 系统结构、 信号特点、 坐标系转换、 位置计算、 差分技术、 辅助 GPS、 GLONASS、 GALILEO 与北斗等其他 GNSS 介绍、 数据格式与硬件结构, 并包含了 GNSS 领域的新技术, 以 及GNSS 应用等内容。 本书条理清楚、 内容丰富, 易于理解和掌握, 为GPS 开发和GPS 应用人 员提供所需的参考内容, 帮助读者快速和全面地理解 GPS 相关技术。 本书可以作为卫星导航定位技术开发者、 导航技术应用者、 软件工程师、 硬件工程师、 高 等院校师生的工具书和参考书。      图书在版编目 ( C I P ) 数据   ISBN 978 - 7 - 80243 - 789 - 0 􀆰   GPS 卫星导航基础/ (瑞士) 佐格 (Zogg, J􀆰 M􀆰 ) 著   --北京 ∶ 航空工业出版社, 2011􀆰 8   中国版本图书馆 CIP 数据核字 (2011) 第138680 号     Ⅰ. ①G…  Ⅱ. ①佐…  Ⅲ. ①全球定位系统  Ⅳ.  ①P228􀆰 4 GPS Weixing Dɑohɑng Jichu 航空工业出版社出版发行 GPS 卫星导航基础 中国电影出版社印刷厂印刷 2011 年8 月第1 版 开本: 787 Ч 1092  1 / 16 印数: 1—2000 发(北京市安定门外小关东里14 号  100029) 行部电话: 010 - 64815615  010 - 64978486 印张: 10􀆰 75 全国各地新华书店经售 2011 年8 月第1 次印刷 字数: 211 千字 定价: 39􀆰 00 元
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目  录 导论 第1 章  卫星导航快速入门   1. 1  测量信号传输时间的原理 ……………………………………………………………………………… 1 ………………………………………………… 3     1. 1. 1  卫星导航的基本原理     1. 1. 2  信号行程时间     1. 1. 3  测定位置     1. 1. 4  时间误差的影响和修正 第2 章  坐标系   2. 1  引言   2. 2  地球体   2. 3  椭球与基准面     2. 3. 1  椭球 ……………………………………………… 3 ……………………………………………… 4 ……………………………………………………… 6 …………………………………………………………… 6 …………………………………………… 7     2. 3. 2  制定本地参考椭球与基准面       2. 3. 2. 1  本地参考椭球       2. 3. 2. 2  基准面、 地图参考系     2. 3. 3  国家参考系 ………………………………………………………………… 9 ……………………………………………………………………… 9 …………………………………………………………………… 9 …………………………………………………………… 10 ………………………………………………………………… 10 ……………………………………… 11 ……………………………………………………… 11 ……………………………………………… 11 ………………………………………………………… 11 ……………………………… 13       2. 3. 6. 1  将笛卡儿坐标转换为椭球坐标       2. 3. 6. 2  将椭球坐标转换为笛卡儿坐标   2. 4  平面地区坐标、 投影 ………………………………………………………… 13 ………………………………………………………… 14 ………………………………………………………… 14 ……………………………………… 14 ……………………………………… 15     2. 4. 1  高斯 -克吕格投影 (横切墨卡托投影)     2. 4. 2  UTM 投影 …………………………………………………… 15 ………………………… 15 目    录 1      2. 3. 4  国际参考椭球WGS - 84 …………………………………………… 12     2. 3. 5  从本地参考系变换至世界参考椭球       2. 3. 5. 1  大地基准面       2. 3. 5. 2  基准面转换     2. 3. 6  转换坐标系 …………………………………………………………… 16
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    2. 4. 3  瑞士投影系 (正形双重投影)     2. 4. 4  全球范围的坐标转换 …………………………………… 18       2. 4. 4. 1  示例: 将WGS - 84 坐标转换为 CH - 1903 坐标   2. 5  栅格地图地理对位     2. 5. 1  引言     2. 5. 2  变换基础     2. 5. 3  确定变换坐标     2. 5. 4  确定变换参数 a, b, c, d, e, f     2. 5. 5  示例 (将栅格地图变换为WGS - 84) 第3 章  卫星技术基础   3. 1  开普勒定律 ……………………………………………… 18 …………………… 19 ……………………………………………………… 19 ………………………………………………………………… 19 …………………………………………………………… 20 ……………………………………………………… 20 ………………………………… 21 …………………………… 22     3. 1. 1  开普勒第一定律     3. 1. 2  开普勒第二定律     3. 1. 3  开普勒第三定律   3. 2  卫星轨道   3. 3  轨道高度   3. 4  无线电频率   3. 5  时间系统 ……………………………………………………… 25 ……………………………………………………………… 25 …………………………………………………… 25 …………………………………………………… 26 …………………………………………………… 26     3. 5. 1  国际原子时 (TAI)     3. 5. 2  协调世界时 (UTC)     3. 5. 3  GPS 时     3. 5. 4  卫星时     3. 5. 5  地方时 ………………………………………………………………… 27 ………………………………………………………………… 28 ……………………………………………………………… 29 ………………………………………………………………… 30 ……………………………………………… 30 ……………………………………………… 31 ……………………………………………………………… 31 ……………………………………………………………… 31 ……………………………………………………………… 31 第4 章  GNSS 技术: GPS 示例   4. 1  引言   4. 2  全系统描述   4. 3  空间部分     4. 3. 1  卫星的分布和运动     4. 3. 2  GPS 卫星       4. 3. 2. 1  卫星结构   2 GPS 卫星导航基础 …………………………………………… 33 ……………………………………………………………………… 33 ……………………………………………………………… 34 ………………………………………………………………… 34 ………………………………………………… 34 …………………………………………………………… 36 ………………………………………………………… 36
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      4. 3. 2. 2  通信链路预算分析       4. 3. 2. 3  卫星信号     4. 3. 3  生成卫星信号       4. 3. 3. 1  简化框图       4. 3. 3. 2  详细框图   4. 4  控制部分   4. 6  GPS 导航电文     4. 6. 1  引言     4. 4. 1  失效可能性与人为信号失真 (SA)   4. 5  用户部分     4. 6. 2  导航电文的结构     4. 6. 3  子帧包含的信息 ………………………………………………… 37 ………………………………………………………… 37 ……………………………………………………… 39 ………………………………………………………… 39 ………………………………………………………… 40 ………………………………………………………………… 41 ……………………………… 41     4. 6. 4  遥测字 (TLM) 与转换字 (HOW)     4. 6. 5  25 页的细分 ………………………………………………………………… 43 …………………………………………………………… 45 ………………………………………………………………… 45 …………………………………………………… 46 …………………………………………………… 47 ……………………………… 47     4. 6. 6  星历与年历数据比较   4. 7  GPS 现代化 ………………………………………………………… 47 ……………………………………………… 48 ……………………………………………………………… 48 ………………………………………………… 48       4. 7. 1. 3  MBOC 调制 (多路 BOC, MBOC (6, 1, 1 / 11))     4. 7. 2  GPS 现代化 第5 章  GLONASS、 GALILEO 和北斗系统   5. 1  引言   5. 2  GLONASS: 俄罗斯系统     5. 2. 1  GLONASS 的建成 …………………………………………………… 49 ………………… 51 ………………………………………………………… 52 ………………………… 54     4. 7. 1  新调制方法, BOC 和 MBOC ……………………………………… 48       4. 7. 1. 1  BPSK (1) —调制       4. 7. 1. 2  BOC—调制简介 ……………………………………………………………………… 54 ………………………………………………… 54 …………………………………………………… 56     5. 3. 2  计划中的 GALILEO 服务 ………………………………………………………………… 58 …………………………………………… 60   5. 3  GALILEO ………………………………………………………………… 58     5. 3. 1  概述       5. 3. 2. 1  开放服务, OS …………………………………………………… 60       5. 3. 2. 2  商业服务, CS …………………………………………………… 60       5. 3. 2. 3  人身安全服务, SoL ……………………………………………… 60 目    录 3 
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      5. 3. 2. 4  公共管制服务, PRS ……………………………………………… 60       5. 3. 2. 5  搜索和救援, SAR ………………………………………………… 61     5. 3. 3  精度     5. 3. 4  GALILEO 技术       5. 3. 4. 1  信号频率       5. 3. 4. 2  时间计划     5. 3. 5  GNSS 最重要的三个特性   5. 4  中国的北斗1 代和北斗2 代系统     5. 4. 1  目前的系统: 北斗1 代     5. 4. 2  未来的系统: 北斗2 代 第6 章  计算位置   6. 1  引言   6. 2  计算位置 ………………………………………………………………… 62 ……………………………………………………… 62 ………………………………………………………… 64 ………………………………………………………… 65 …………………………………………… 67 ……………………………………… 68 …………………………………………… 68 …………………………………………… 68     6. 2. 1  测量信号行程时间的原理 (伪距估算)     6. 2. 2  方程的线性化     6. 2. 3  解方程     6. 2. 4  小结   6. 3  确定行程时间的具体方法     6. 3. 1  时间系统     6. 3. 2  确定行程时间的具体方法 …………………………………………………………… 70 ……………………………………………………………………… 70 ………………………………………………………………… 70 ………………………… 70 ……………………………………………………… 72 ……………………………………………………………… 73 ………………………………………………………………… 74 ……………………………………………… 75       6. 3. 2. 1  第1 步: 通过相关性确定信号到达时间       6. 3. 2. 2  第2 步: 对数据和/ 或导航电文进行重构       6. 3. 2. 3  第3 步: 确定发送时间     6. 3. 3  确定行程时间误差     6. 3. 4  影响行程时间的其他因素   6. 4  误差分析与精度因子     6. 4. 1  引言 …………………………………………………………… 75 ………………………………………… 75 …………………………… 75 …………………………… 77 …………………………………………… 77 ………………………………………………… 78 ………………………………………… 78 …………………………………………………… 79     6. 4. 2  卫星几何形态对精度的影响, DOP 值       6. 4. 2. 1  引言       6. 4. 2. 2  图解 DOP 值成因       6. 4. 2. 3  DOP 值的实际含义   4 GPS 卫星导航基础 ………………………………………………………………… 79 …………………………… 80 ……………………………………………………………… 80 …………………………………………………… 81 ………………………………………………… 82
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      6. 4. 2. 4  总误差       6. 4. 2. 5  计算 DOP 值 …………………………………………………………… 83 ……………………………………………………… 85 第7 章  改进的 GPS: DGPS、 SBAS、 A -GPS 和 HSGPS   7. 1  引言   7. 2  GPS 误差源   7. 3  减小测量误差的可行性 … 87…… ……………………………………………………………………… 87 ……………………………………………………………… 87 ………………………………………………… 89       7. 3. 1. 4  对测量伪距的修正 ………………………………………………… 91 ……………………………………………………… 91 ………………………………………………………… 92 ………………………………………………… 93 …………………… 94     7. 3. 5  根据播发范围对 DGPS 进行分类     7. 3. 6  修正信号发送标准     7. 3. 7  差分修正服务概览   7. 4  DGPS 实时修正服务     7. 4. 1  引言 ……………………………………………………… 94 ………………………………… 95     7. 3. 1  基于信号行程时间延迟测量的 DGPS …………………………… 90       7. 3. 1. 1  工作原理详细说明       7. 3. 1. 2  确定修正系数       7. 3. 1. 3  发送修正值     7. 3. 2  基于载波相位测量的 DGPS ……………………………………… 93     7. 3. 3  DGPS 后处理 (信号行程时间和相位测量)     7. 3. 4  发送修正数据     7. 4. 2  基于 RTCM SC - 104 的地面服务     7. 4. 3  基于 RTCM SC - 104 的卫星服务 ………………………………………………… 95 ………………………………………………… 96 ……………………………………………………… 96 ………………………………………………………………… 96 ………………………………… 97 ………………………………… 97 ……………………… 99       7. 5. 1. 2  最重要的 SBAS 功能     7. 5. 2  现有系统和计划中的系统概览     7. 5. 3  计划中的 RNSS 概览     7. 5. 4  SBAS 系统描述 ……………………………………………………………… 99 ……………………………………………… 99 …………………………………… 100     7. 5. 5  使用 RTCM SC - 104 的卫星 DGPS 服务   7. 6  使用 DGPS 和 SBAS 可达到的精度 ……………………………………………… 103 ……………………………………………………… 103 ………………………… 104 ……………………………………… 105 目    录 5    7. 7  辅助 GPS (A - GPS, AGPS) ………………………………………… 105   7. 5  广域 DGPS (WADGPS) ………………………………………………… 99     7. 5. 1  星基增强系统, SBAS (WAAS, EGNOS)       7. 5. 1. 1  引言
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    7. 7. 1  引言     7. 7. 2  A - GPS 原理     7. 7. 3  基准网络     7. 7. 4  A - GPS 网络     7. 7. 5  采用在线辅助数据的 A - GPS 方式 (实时 A - GPS)     7. 7. 6  采用离线辅助数据的 A - GPS 方式 (预测轨道)     7. 7. 7  架构     7. 7. 8  控制平面架构     7. 7. 9  用户平面架构     7. 7. 10  架构优势 ………………………………………………………………… 105 ………………………………………………………… 106 …………………………………………………………… 108 ………………………………………………………… 109 …………… 109 ……………… 110     7. 7. 11  OMA 安全用户平面定位架构 (OMA - SUPL) ………………………………………………………………… 111 ……………………………………………………… 111 ……………………………………………………… 112 …………………………………………………………… 112 ………………… 113 ………………………………………………… 114     7. 8. 3  噪声系数因素     7. 8. 4  相关器和相关时间   7. 9  GNSS 转发器或转发天线   7. 10  室内用伪卫星 ………………………………………………………………… 114 ……………………………………………………… 114 ………………………………………………… 115 ………………………………………………… 116 第8 章  数据格式与硬件接口   8. 1  引言   8. 2  数据接口 …………………………………………………………… 116 ……………………………………………… 117   7. 8  高灵敏度 GPS (HSGPS) ……………………………………………… 114     7. 8. 1  提高振荡器稳定性     7. 8. 2  天线     8. 2. 1  NMEA - 0183 数据接口       8. 2. 1. 1  NMEA 协议结构       8. 2. 1. 2  GGA 数据集       8. 2. 1. 3  GLL 数据集       8. 2. 1. 4  GSA 数据集       8. 2. 1. 5  GSV 数据集       8. 2. 1. 6  RMC 数据集       8. 2. 1. 7  VTG 数据集       8. 2. 1. 8  ZDA 数据集       8. 2. 1. 9  计算校验和   6 GPS 卫星导航基础 ……………………………………………………………………… 117 ………………………………………………………………… 117 …………………………………………… 117 …………………………………………………… 118 ………………………………………………………… 120 ………………………………………………………… 121 ………………………………………………………… 122 ………………………………………………………… 123 ………………………………………………………… 124 ………………………………………………………… 125 ………………………………………………………… 126 ………………………………………………………… 126
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    8. 2. 2  从 NMEA 转换为 KML ……………………………………………… 128     8. 2. 2. 1  Google Earth 和 KML 简介     8. 2. 2. 2  将 NMEA 转换为 KML 的方法     8. 2. 3  DGPS 修正数据 (RTCM SC - 104) ……………………………………………… 128 ………………………………………… 128 ……………………………… 131       8. 2. 3. 1  RTCM 电文头 (2. 3 版) …………………………………………… 132       8. 2. 3. 2  RTCM 电文类型1 (2. 3 版) ……………………………………… 133       8. 2. 3. 3  RTCM 电文类型2 ~ 9 (2. 3 版) …………………………………… 134     8. 2. 4  私有数据接口       8. 2. 4. 1  示例: 用于 u-blox GNSS 接收机的 UBX 协议   8. 3  硬件接口     8. 3. 1  天线     8. 3. 2  供电     8. 3. 3  时间脉冲: 1PPS 与时间系统       8. 3. 4. 2  确定电平及其逻辑分配 ……………………………………………………… 136 ………………………… 136 ………………………………………………………………… 138 ………………………………………………………………… 138 ………………………………………………………………… 139 ……………………………………… 139 ……………………………………………………… 140 …………………………………………… 140     8. 3. 4  将 TTL 电平转换为 RS - 232 ……………………………………… 140       8. 3. 4. 1  串行通信基础       8. 3. 4. 3  将 TTL 电平转换为 RS - 232 ……………………………………… 141 第9 章  GNSS 接收机   9. 1  GNSS 手持接收机基础   9. 2  GNSS 接收机模块     9. 2. 1  GNSS 模块基本设计 第10 章  GNSS 应用   10. 1  引言   10. 2  各种应用介绍 ……………………………………………………… 143 …………………………………………………… 143 ………………………………………………………… 144 ………………………………………………… 144 ………………………………………………………… 146     10. 2. 1  基于位置的服务 (LBS)     10. 2. 2  商业和工业应用     10. 2. 3  通信技术     10. 2. 4  农业和林业     10. 2. 5  科学与研究     10. 2. 6  旅游和运动 ……………………………………………………………………… 146 …………………………………………………………… 146 ………………………………………… 147 …………………………………………………… 147 …………………………………………………………… 149 ………………………………………………………… 149 ………………………………………………………… 150 ………………………………………………………… 151 目    录 7 
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    10. 2. 7  军事     10. 2. 8  时间测定 ………………………………………………………………… 151 …………………………………………………………… 151 A ……………………………………………………………………………… 153 附录   互联网上的资源   A. 1  概要报告和链接   A. 3  GPS 机构 C  版本历史 …………………………………………………………… 153 ………………………………………………………… 153   A. 2  差分 GPS ………………………………………………………………… 153 ………………………………………………………………… 154 ………………………………………… 154   A. 4  GNSS 新闻组和 GNSS 技术刊物 B  资料来源 …………………………………………………………………… 155 …………………………………………………………………… 156   8 GPS 卫星导航基础
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