《全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)》比較全面地闡述了全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）各方面的基本理論與應用。全書共分7章，前6章著重介紹GNSS的概述、理論及技術，最后1章介紹GNSS的應用。
本書在吸納團隊及他人成果的基礎上，加強了對GNSS知識體系、理論及應用的優(yōu)化。書中深入淺出地介紹了GNSS的起源、發(fā)展及各個系統(tǒng)的特色情況；比較全面地闡述了GNSS時空系統(tǒng)、衛(wèi)星運動理論及星座等基礎知識；對GPS、北斗、GLONASS和伽利略系統(tǒng)的導航衛(wèi)星信號編碼、接收等信號處理技術進行了討論；給出了GNSS接收機常用觀測量及其影響因素，并說明了觀測量數(shù)據(jù)的組合等價性；闡述了GNSS授時、定位、測速、測姿等基本功能的實現(xiàn)原理；較為詳細地介紹了各種GNSS差分增強技術；最后1章闡述了GNSS在海、陸、空、天及其它領域的應用情況。每章末尾均配有相關的思考題和參考文獻，可供讀者在學習中靈活應用。
本教材是“自動控制系列課程國家教學團隊”規(guī)劃教材和航空航天工程類專業(yè)規(guī)劃教材，凝聚了GNSS系列課程的國際化教學、雙語教學和中文教學的多年經(jīng)驗積累。
本教材可作為衛(wèi)星導航定位及相關領域的大學本科高年級學生或者研究生教材和參考書，也可以作為相關專業(yè)科研人員的自學和業(yè)務參考書。
第1章 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)概述
1.1 緒論
1.2 美國GPS概況
1.2.1 GPS的發(fā)展
1.2.2 GPS的組成結構
1.2.3 GPS的現(xiàn)代化
1.3 俄羅斯GLONASS概況
1.3.1 GLONASS發(fā)展歷程
1.3.2 GLONASS系統(tǒng)組成
1.3.3 CLONASS現(xiàn)代化
1.4 中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)概況
1.4.1 北斗導航試驗系統(tǒng)
1.4.2 北斗導航試驗系統(tǒng)原理與特點
1.4.3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展
1.5 歐洲伽利略系統(tǒng)概況 第1章 全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)概述
1.1 緒論
1.2 美國GPS概況
1.2.1 GPS的發(fā)展
1.2.2 GPS的組成結構
1.2.3 GPS的現(xiàn)代化
1.3 俄羅斯GLONASS概況
1.3.1 GLONASS發(fā)展歷程
1.3.2 GLONASS系統(tǒng)組成
1.3.3 CLONASS現(xiàn)代化
1.4 中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)概況
1.4.1 北斗導航試驗系統(tǒng)
1.4.2 北斗導航試驗系統(tǒng)原理與特點
1.4.3 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展
1.5 歐洲伽利略系統(tǒng)概況
1.5.1 伽利略計劃的背景情況
1.5.2 伽利略系統(tǒng)的整體架構
1.5.3 伽利略系統(tǒng)的特色
1.6 其他重要的區(qū)域導航衛(wèi)星系統(tǒng)
1.6.1 日本準天項衛(wèi)星系統(tǒng)
1.6.2 中國區(qū)域定位系統(tǒng)
1.6.3 印度區(qū)域導航衛(wèi)星系統(tǒng)
1.7 本章小結
思考題
參考文獻
第2章 GNSS坐標及運動基礎知識
2.1 衛(wèi)星運行的時間坐標系統(tǒng)
2.1.1 平太陽時、世界時、恒星時
2.1.2 原子時(AT)
2.1.3 協(xié)調世界時(UTC)
2.1.4 四大全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)的時間體系
2.1.5 地球動力學時(TDT)
2.2 衛(wèi)星運行的空間坐標系統(tǒng)
2.2.1 基本概念
2.2.2 協(xié)議天球坐標系
2.2.3 協(xié)議地球坐標系
2.2.4 大地坐標系介紹
2.2.5 坐標系的轉化算法
2.3 衛(wèi)星運動的物理理論基礎
2.3.1 開普勒定律
2.3.2 牛頓三大運動定律
2.3.3 多普勒效應
2.3.4 愛因斯坦相對論
2.4 衛(wèi)星的無攝運動
2.4.1 導航衛(wèi)星的運動方程求解
2.4.2 衛(wèi)星運動的軌道參數(shù)
2.4.3 衛(wèi)星的瞬時位置
2.4.4 衛(wèi)星的運行速度
2.5 衛(wèi)星的受攝運動
2.5.1 地球引力場攝動力對衛(wèi)星軌道的影響
2.5.2 太陽、月亮引力對衛(wèi)星軌道的影響
2.5.3 太陽光壓對衛(wèi)星軌道的影響
2.5.4 相對論效應影響
2.6 衛(wèi)星軌道與星座知識
2.6.1 衛(wèi)星的工作區(qū)域
2.6.2 衛(wèi)星軌道劃分及其特點
2.6.3 衛(wèi)星星座基本構型及其約束
2.6.4 常見星座構型模型
2.7 本章小結
思考題
參考文獻
第3章 導航信號編碼、調制與接收
3.1 信息編碼基本原理
3.1.1 信息編碼及其特點
3.1.2 GPS的導航電文格式
3.1.3 GPS信號中的偽隨機碼及其特點
3.2 GPS的信號編碼及調制
3.2.1 衛(wèi)星信號的BPSK調制方式
3.2.2 衛(wèi)星信號的BOC調制方式
3.2.3 調制后的GPS信號匯總
3.3 GPS信號接收機對衛(wèi)星信號的處理
3.3.1 接收機信號的處理流程
3.3.2 接收機對GPS信號的捕獲
3.3.3 接收機對GPS信號的跟蹤
3.3.4 GPS衛(wèi)星星歷的用戶算法
3.4 北斗系統(tǒng)的信號規(guī)范和導航電文
3.4.1 北斗系統(tǒng)發(fā)布的信號規(guī)范
3.4.2 北斗系統(tǒng)的導航電文
3.4.3 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的服務性能及其他說明
3.5 其他GNSS信號以及導航電文
3.5.1 GLONASS信號以及導航電文
3.5.2 GAULEO系統(tǒng)的信號特征
3.6 GNSS信號處理技術的相關發(fā)展
3.6.1 GNSS信號接收機的軟件化
3.6.2 接收機射頻干擾應對技術
3.6.3 GNSS的通信定位一體化趨勢
3.7 本章小結
思考題
參考文獻
第4章 接收機的觀測量及其性質
4.1 GNSS的時間概念
4.2 測碼偽距觀測量
4.2.1 測碼偽距觀測量
4.2.2 測碼偽距觀測方程
4.2.3 測碼偽距觀測方程的線性化
4.3 測相偽距觀測量
4.3.1 載波相位觀測量與測相偽距觀測方程
4.3.2 測相偽距觀測方程的線性化
4.3.3 整周模糊度及周跳
4.4 多普勒積分觀測量
4.5 對GNSS觀測量的物理影響
4.5.1 與衛(wèi)星有關的誤差
4.5.2 與衛(wèi)星信號傳播有關的誤差
4.5.3 多路徑效應影響
4.5.4 與接收設備有關的誤差
4.5.5 其他誤差來源
4.6 觀測量的數(shù)據(jù)組合
4.6.1 數(shù)據(jù)組合的基本模式
4.6.2 各種不同的數(shù)據(jù)組合方式
4.6.3 組合模式在TCAR整周模糊度求解中的應用
4.6.4 組合算法與未組合算法的等價性說明
4.7 本章小結
思考題
參考文獻
第5章 GNSS功能實現(xiàn)原理
5.1 GPS授時功能原理
5.1.1 單站測時法
5.1.2 共視測時法
5.1.3 各種測時方法精度對比
5.2 GNSS定位基本概念和原理
5.2.1 GNSS測碼偽距定位
5.2.2 GNSS測相偽距定位
5.2.3 導航衛(wèi)星幾何分布及其對定位精度影響
5.3 GNSS載體速度測量原理
5.3.1 平均速度法
5.3.2 多普勒頻移法
5.4 GNSS測姿原理
5.4.1 單天線測姿原理與算法
5.4.2 多天線測姿原理與算法
5.5 GNSS演示試驗
5.5.1 GNSS軟件接收機定位演示試驗
5.5.2 GNSS應用軟件演示試驗
5.5.3 北斗／GPS雙星座接收機演示試驗
5.6 本章小結
思考題
參考文獻
第6章 各類GNSS增強技術
6.1 差分GPS定位原理
6.1.1 偽距差分定位
6.1.2 載波相位差分定位
6.1.3 差分與非差分方法的等價性說明
6.1.4 GPS RTK工作原理
6.2 偽衛(wèi)星增強技術
6.2.1 偽衛(wèi)星技術背景及分類
6.2.2 偽衛(wèi)星信號結構及其發(fā)射強度分析
6.2.3 偽衛(wèi)星增強技術相關技術問題
6.3 星基差分增強系統(tǒng)
6.3.1 美國廣域差分增強系統(tǒng)(WAAS)
6.3.2 歐洲靜地導航重疊系統(tǒng)(EGNOS)
6.3.3 俄羅斯衛(wèi)星差分校正和監(jiān)測系統(tǒng)(SDCM)
6.3.4 日本多功能衛(wèi)星的星基增強系統(tǒng)(MSAS)
6.3.5 美國NavCom公司的StarFire系統(tǒng)
6.4 基于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的CORS系統(tǒng)
6.4.1 世界主要CORS的發(fā)展現(xiàn)狀
6.4.2 CORS的構成和定位中的誤差源
6.4.3 世界主要CORS應用領域和特點
6.5 GNSS兼容互操作技術
6.5.1 GNSS系統(tǒng)的時間互操作
6.5.2 GNSS兼容互操作的難點和解決途徑
6.5.3 GNSS信號及其兼容接收機
6.6 GNSS完好性及其組合導航技術
6.6.1 接收機自主完好性檢測(RAIM)
6.6.2 外部檢測站完好性檢測
6.6.3 多星座GNSS組合導航性能分析
6.6.4 GNSS與其他系統(tǒng)的組合應用
6.7 本章小結
思考題
參考文獻
第7章 GNSS的各類應用探討
7.1 衛(wèi)星授時在電力系統(tǒng)中的應用
7.1.1 授時技術在電力系統(tǒng)中的應用
7.1.2 衛(wèi)星時間同步裝置原理
7.1.3 高精度GNSS時間同步裝置設計應注意的問題
7.2 GNSS在大地測量方面的應用
7.2.1 不同層次的GPS網(wǎng)應用實例
7.2.2 RTK技術的控制測量與測圖應用研究
7.2.3 基于GNSS的航空攝影測量
7.3 GNSS在車輛交通系統(tǒng)中的應用
7.3.1 自動車輛定位導航系統(tǒng)
7.3.2 基于GPS-GPRS的車載導航定位系統(tǒng)的應用
7.3.3 GNSS增強系統(tǒng)在智能交通應用發(fā)展
7.4 GNSS在航海中的應用
7.4.1 GNSS導航儀在航海中的航跡導航
7.4.2 北斗系統(tǒng)的通信功能在航海方面重要應用
7.4.3 DGPS在打撈殘骸過程中的定位應用
7.5 GNSS在航空航天方面的應用
7.5.1 GNSS在航空航天中應用概述
7.5.2 GNSS主要軍事的應用領域
7.5.3 GNSS在精確打擊武器上的應用
7.6 GNSS在其他領域的應用
7.6.1 GNSS信號在大氣、海洋、陸面遙感探測方面的應用
7.6.2 GNSS在精密農(nóng)業(yè)中的應用
7.6.3 GNSS在林業(yè)管理方面的應用
7.7 本章小結
思考題
參考文獻
書單推薦
