书籍详情
卫星导航增强技术与系统
作者：高为广 刘成 楼益栋 等编著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2024-02-01
ISBN：9787121472008
定价：¥128.00
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内容简介
本书围绕卫星导航增强技术体系、系统研制和工程建设，全面梳理了精度增强和完好性增强技术指标体系，从广域精度增强、局域精度增强、广域完好性增强、局域完好性增强四个方面系统阐述了卫星导航增强系统的组成架构、关键技术、播发服务和信息安全等，主要内容涵盖卫星导航服务性能及主要指标、卫星导航观测量及误差、卫星导航增强原理与方法、卫星导航增强系统关键技术、典型卫星导航精度增强和完好性增强系统与服务、卫星导航增强技术与系统的发展等。
作者简介
高为广，博士，北京跟踪与通信技术研究所研究员，现任北斗系统总师助理、地面试验验证系统总师、应用推广与环境保障专家组副组长、增强系统论证专家组副组长，国家认证认可监督管理委员会北斗基础产品认证技术委员会副主任委员、国家边海防工作专家、中国卫星导航年会科学委员会委员等职务。主要从事北斗系统设计、建设和应用等工作。北斗三号全球卫星导航系统建设先进个人，全国百篇优秀博士学位论文奖获得者，国防科技卓越青年科学基金获得者，获省部级科技进步奖10余项，发明专利20余项，起草国家标准10项，出版著作5部，发表论文100余篇。 刘成，博士，中国科学院微电子研究所副研究员，中国科协青年托举人才。参与北斗星基增强系统、北斗精密单点定位服务建设，承担国家自然科学基金、中国二代卫星导航重大专项等项目多项。发表论文60余篇，申请国家发明专利40余项，起草国家标准3项，获省部级科技进步奖6项。 楼益栋，博士，教授，博士生导师，武汉大学卫星导航定位技术研究中心北斗导航所所长，2020年入选国家高层次人才。研究方向为北斗实时高精度定位数据理论方法、软件研制及应用。主持重点研发计划项目、中国第二代卫星导航系统重大专项课题、国家自然基金、湖北省杰出青年基金、教育*联合基金重点项目等。在本领域国际权威期刊发表SCI论文60余篇，获国家科技进步一等奖1项，获国家科技进步二等奖2项。
目录
第1章 绪论 1
1.1 卫星导航系统新进展 1
1.1.1 中国BDS 1
1.1.2 美国GPS 3
1.1.3 俄罗斯GLONASS 5
1.1.4 欧盟GALILEO 7
1.1.5 日本QZSS 9
1.1.6 印度NavIC 10
1.1.7 韩国KPS 11
1.1.8 卫星导航系统发展趋势和特点 12
1.2 卫星导航增强技术演进 13
1.2.1 SA政策与DGPS技术 13
1.2.2 基于载波相位的高精度定位技术 14
1.2.3 完好性增强技术 15
1.3 北斗增强系统的建设和发展 16
本章参考文献 19
第2章 卫星导航服务性能及主要指标 23
2.1 卫星导航系统性能及主要指标 23
2.1.1 精度 24
2.1.2 完好性 29
2.1.3 可用性 31
2.1.4 连续性 34
2.2 精度增强系统性能及主要指标 37
2.2.1 精度 37
2.2.2 初始化时间 37
2.3 完好性增强系统性能及主要指标 39
2.3.1 精度 40
2.3.2 完好性 40
2.3.3 可用性 41
2.3.4 连续性 41
本章参考文献 42
第3章 卫星导航观测量及误差 43
3.1 下行导航信号 43
3.1.1 BDS信号 43
3.1.2 GPS信号 45
3.1.3 GLONASS信号 46
3.1.4 GALILEO信号 46
3.2 基本观测量 47
3.2.1 伪距观测量 47
3.2.2 载波相位观测量 48
3.2.3 多普勒观测量 51
3.3 主要误差源及其影响 52
3.3.1 与卫星相关的误差 52
3.3.2 与信号传播相关的误差 57
3.3.3 与接收机相关的误差 64
3.3.4 与监测站相关的误差 65
3.3.5 误差源的影响分析 67
本章参考文献 68
第4章 卫星导航增强原理与方法 71
4.1 基本概念与分类 71
4.2 局域精度增强原理与方法 73
4.2.1 局域差分增强 73
4.2.2 局域精密定位 76
4.3 广域精度增强原理与方法 83
4.3.1 广域差分增强 83
4.3.2 广域精密定位 96
4.4 局域完好性增强原理与方法 104
4.4.1 完好性监测方法 105
4.4.2 完好性信息处理方法 111
4.5 广域完好性增强原理与方法 114
4.5.1 改正数计算方法 116
4.5.2 卫星自主完好性计算方法 118
本章参考文献 122
第5章 卫星导航增强系统关键技术 126
5.1 需求分析与指标体系 126
5.1.1 增强系统需求分析 128
5.1.2 精度指标分解 129
5.1.3 完好性指标分解 131
5.1.4 连续性、可用性指标分解 137
5.2 增强系统的组成与功能 143
5.2.1 监测站 143
5.2.2 数据处理中心 143
5.2.3 注入站 144
5.2.4 通信网络 145
5.3 监测站 145
5.3.1 监测站分布与覆盖 145
5.3.2 监测站建设与维护 149
5.3.3 监测站数据预处理 152
5.4 增强系统信息处理 153
5.4.1 广域差分增强信息处理 154
5.4.2 广域精密定位信息处理 157
5.4.3 局域精密定位信息处理 162
5.4.4 局域差分定位信息处理 164
5.5 播发链路 166
5.5.1 卫星链路 166
5.5.2 地面通信网络 169
5.6 电文格式与协议 171
5.6.1 RTCA协议 172
5.6.2 RTCM协议 176
5.6.3 自定义协议设计 180
5.7 信号与电文认证 184
5.7.1 信号认证技术发展 184
5.7.2 主流认证技术 185
5.7.3 SBAS认证案例 187
5.7.4 认证性能仿真分析 191
本章参考文献 193
第6章 典型卫星导航精度增强系统与服务 197
6.1 广域精度增强系统与服务 197
6.1.1 商业服务系统 198
6.1.2 基本系统内嵌式广域精密增强服务 216
6.2 局域精度增强系统 227
6.2.1 美国连续运行参考站（CORS） 227
6.2.2 加拿大主动控制网系统（CACS） 228
6.2.3 日本GNSS地球监测网络系统（GEONET） 229
6.2.4 德国卫星定位与导航增强服务系统（SAPOS） 229
6.2.5 中国连续运行参考站系统 230
本章参考文献 232
第7章 典型卫星导航完好性增强系统与服务 234
7.1 广域完好性增强系统 234
7.1.1 美国WAAS 235
7.1.2 欧洲EGNOS 237
7.1.3 日本MSAS 238
7.1.4 印度GAGAN 240
7.1.5 俄罗斯SDCM 242
7.1.6 中国BDSBAS 243
7.1.7 几个系统的比较 251
7.2 局域完好性增强系统 252
7.2.1 美国LAAS 252
7.2.2 中国GBAS 255
本章参考文献 258
第8章 卫星导航增强技术与系统的发展 262
8.1 精度增强 262
8.1.1 存在问题与发展方向 263
8.1.2 低轨导航增强技术 267
8.1.3 精密单点实时动态测量（PPP-RTK） 275
8.1.4 多手段融合增强技术 280
8.2 完好性增强 281
8.2.1 存在问题与发展方向 282
8.2.2 双频多星座星基增强技术 284
8.2.3 高级接收机自主完好性监测技术 286
8.2.4 GNSS完好性技术 287
本章参考文献 291
附录A 缩略语表 294
1.1 卫星导航系统新进展 1
1.1.1 中国BDS 1
1.1.2 美国GPS 3
1.1.3 俄罗斯GLONASS 5
1.1.4 欧盟GALILEO 7
1.1.5 日本QZSS 9
1.1.6 印度NavIC 10
1.1.7 韩国KPS 11
1.1.8 卫星导航系统发展趋势和特点 12
1.2 卫星导航增强技术演进 13
1.2.1 SA政策与DGPS技术 13
1.2.2 基于载波相位的高精度定位技术 14
1.2.3 完好性增强技术 15
1.3 北斗增强系统的建设和发展 16
本章参考文献 19
第2章 卫星导航服务性能及主要指标 23
2.1 卫星导航系统性能及主要指标 23
2.1.1 精度 24
2.1.2 完好性 29
2.1.3 可用性 31
2.1.4 连续性 34
2.2 精度增强系统性能及主要指标 37
2.2.1 精度 37
2.2.2 初始化时间 37
2.3 完好性增强系统性能及主要指标 39
2.3.1 精度 40
2.3.2 完好性 40
2.3.3 可用性 41
2.3.4 连续性 41
本章参考文献 42
第3章 卫星导航观测量及误差 43
3.1 下行导航信号 43
3.1.1 BDS信号 43
3.1.2 GPS信号 45
3.1.3 GLONASS信号 46
3.1.4 GALILEO信号 46
3.2 基本观测量 47
3.2.1 伪距观测量 47
3.2.2 载波相位观测量 48
3.2.3 多普勒观测量 51
3.3 主要误差源及其影响 52
3.3.1 与卫星相关的误差 52
3.3.2 与信号传播相关的误差 57
3.3.3 与接收机相关的误差 64
3.3.4 与监测站相关的误差 65
3.3.5 误差源的影响分析 67
本章参考文献 68
第4章 卫星导航增强原理与方法 71
4.1 基本概念与分类 71
4.2 局域精度增强原理与方法 73
4.2.1 局域差分增强 73
4.2.2 局域精密定位 76
4.3 广域精度增强原理与方法 83
4.3.1 广域差分增强 83
4.3.2 广域精密定位 96
4.4 局域完好性增强原理与方法 104
4.4.1 完好性监测方法 105
4.4.2 完好性信息处理方法 111
4.5 广域完好性增强原理与方法 114
4.5.1 改正数计算方法 116
4.5.2 卫星自主完好性计算方法 118
本章参考文献 122
第5章 卫星导航增强系统关键技术 126
5.1 需求分析与指标体系 126
5.1.1 增强系统需求分析 128
5.1.2 精度指标分解 129
5.1.3 完好性指标分解 131
5.1.4 连续性、可用性指标分解 137
5.2 增强系统的组成与功能 143
5.2.1 监测站 143
5.2.2 数据处理中心 143
5.2.3 注入站 144
5.2.4 通信网络 145
5.3 监测站 145
5.3.1 监测站分布与覆盖 145
5.3.2 监测站建设与维护 149
5.3.3 监测站数据预处理 152
5.4 增强系统信息处理 153
5.4.1 广域差分增强信息处理 154
5.4.2 广域精密定位信息处理 157
5.4.3 局域精密定位信息处理 162
5.4.4 局域差分定位信息处理 164
5.5 播发链路 166
5.5.1 卫星链路 166
5.5.2 地面通信网络 169
5.6 电文格式与协议 171
5.6.1 RTCA协议 172
5.6.2 RTCM协议 176
5.6.3 自定义协议设计 180
5.7 信号与电文认证 184
5.7.1 信号认证技术发展 184
5.7.2 主流认证技术 185
5.7.3 SBAS认证案例 187
5.7.4 认证性能仿真分析 191
本章参考文献 193
第6章 典型卫星导航精度增强系统与服务 197
6.1 广域精度增强系统与服务 197
6.1.1 商业服务系统 198
6.1.2 基本系统内嵌式广域精密增强服务 216
6.2 局域精度增强系统 227
6.2.1 美国连续运行参考站（CORS） 227
6.2.2 加拿大主动控制网系统（CACS） 228
6.2.3 日本GNSS地球监测网络系统（GEONET） 229
6.2.4 德国卫星定位与导航增强服务系统（SAPOS） 229
6.2.5 中国连续运行参考站系统 230
本章参考文献 232
第7章 典型卫星导航完好性增强系统与服务 234
7.1 广域完好性增强系统 234
7.1.1 美国WAAS 235
7.1.2 欧洲EGNOS 237
7.1.3 日本MSAS 238
7.1.4 印度GAGAN 240
7.1.5 俄罗斯SDCM 242
7.1.6 中国BDSBAS 243
7.1.7 几个系统的比较 251
7.2 局域完好性增强系统 252
7.2.1 美国LAAS 252
7.2.2 中国GBAS 255
本章参考文献 258
第8章 卫星导航增强技术与系统的发展 262
8.1 精度增强 262
8.1.1 存在问题与发展方向 263
8.1.2 低轨导航增强技术 267
8.1.3 精密单点实时动态测量（PPP-RTK） 275
8.1.4 多手段融合增强技术 280
8.2 完好性增强 281
8.2.1 存在问题与发展方向 282
8.2.2 双频多星座星基增强技术 284
8.2.3 高级接收机自主完好性监测技术 286
8.2.4 GNSS完好性技术 287
本章参考文献 291
附录A 缩略语表 294
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