内容简介

卫星导航定位在社会生活和军事领域的作用日益显著，从日常的定位到军事的精确制导均离不开导航。随着卫星导航定位技术应用领域和环境的日益复杂化，其抗干扰技术也成为相关研究和应用的焦点。本书重点关注卫星导航定位的基本原理和抗干扰技术，全书内容丰富，全面、系统地介绍了导航定位的概念、卫星导航系统的组成和发展、卫星信号的捕获跟踪技术、卫星导航系统的干扰与抗干扰技术，以及导航和定位在各领域的应用。

目录

目    录
第1章  绪论 1
1．1  导航概述 1
1．1．1  导航的定义 1
1．1．2  导航的作用 1
1．1．3  导航与定位的关系 2
1．2  导航定位技术发展概况 2
1．2．1  导航定位技术的早期起源 2
1．2．2  航海时代的导航 5
1．2．3  导航定位技术的近代发展 8
1．2．4  卫星导航系统的兴起 12
1．2．5  现代卫星导航系统 13
1．3  卫星导航定位系统抗干扰技术概况 15
1．3．1  抗干扰卫星发射技术 16
1．3．2  抗干扰接收技术 16
1．3．3  伪卫星法 18
1．3．4  其他抗干扰技术 18
参考文献 19
第2章  全球导航卫星系统 21
2．1  GNSS频谱分配问题 21
2．1．1  全球频谱分配 21
2．1．2  美国的频率分配 22
2．1．3  欧洲的频率分配 23
2．1．4  频率分配问题的协商 24
2．2  导航卫星系统构成 25
2．2．1  空间部分 25
2．2．2  地面部分 30
2．2．3  用户部分 33
2．3  GNSS基础参数 35
2．3．1  位置参数 35
2．3．2  信号相关参数 38
2．4  GNSS现状 40
2．4．1  GPS 40
2．4．2  GLONASS 43
2．4．3  Galileo 46
2．4．4  北斗卫星导航系统 48
2．4．5  各系统的总结和比较 48
参考文献 51
第3章  卫星信号的捕获与跟踪 53
3．1  发射部分 53
3．1．1  简介 53
3．1．2  码的结构及生成 55
3．1．3  信号的结构及生成 58
3．2  信号的调整 59
3．2．1  下变频 60
3．2．2  镜像频率 61
3．2．3  采样 62
3．3  接收机结构 67
3．3．1  信号捕获存在的问题 68
3．3．2  提高卫星信号功率电平的方法 71
3．3．3  接收机无线电结构 71
3．3．4  DLL和PLL 74
参考文献 79
第4章  导航解算技术 81
4．1  地球坐标系及其转换 81
4．1．1  常用坐标系 81
4．1．2  我国坐标系 93
4．2  时间系统 96
4．2．1  世界时系统 96
4．2．2  原子时系统 99
4．2．3  力学时系统 99
4．2．4  协调世界时 100
4．2．5  GPS时 100
4．2．6  GLONASS时 101
4．2．7  北斗时 101
4．3  PVT解的计算 102
4．3．1  三边测量的基本原理 102
4．3．2  坐标系 103
4．3．3  球面交叉法 104
4．3．4  双曲面分析模型 108
4．3．5  与到达角相关的数学计算 110
4．3．6  最小二乘法 112
4．3．7  速度的计算 113
4．3．8  时间的计算 114
4．4  卫星位置计算 115
4．5  误差的量化估计 116
4．6  伪距误差对计算定位的影响 118
4．7  卫星与接收机几何分布的影响（DOP的概念） 119
4．8  互用性与完好性 121
4．8．1  互用性 121
4．8．2  完好性 122
4．9  多径对导航解的影响 123
参考文献 128
第5章  软件接收机技术 130
5．1  软件接收机的基本概念 130
5．2  软件接收机硬件设计 131
5．2．1  天线 131
5．2．2  射频增益 131
5．2．3  信号采集 132
5．3  软件接收机设计中关键参数的计算 133
5．3．1  信号传输时间 133
5．3．2  用户位置处的信号强度 133
5．3．3  多普勒频移 134
5．3．4  多普勒频率的平均变化率 136
5．3．5  多普勒频率的最大变化率 136
5．3．6  由于用户加速度而产生的多普勒频率变化速率 136
5．4  软件接收机关键模块软件化 137
5．4．1  GPS信号捕获模块 137
5．4．2  GPS信号跟踪模块 145
5．4．3  导航电文获取模块 149
5．4．4  卫星位置计算模块 154
5．4．5  伪距计算模块 161
5．4．6  用户位置计算模块 164
参考文献 166
第6章  卫星导航系统中的干扰技术 168
6．1  卫星导航系统的脆弱性 168
6．1．1  卫星信号发射功率 168
6．1．2  抗干扰容限 169
6．1．3  卫星信号码元和载波 169
6．1．4  其他弱点 169
6．2  潜在干扰 170
6．2．1  潜在干扰概述 170
6．2．2  MSS对GPS接收机的干扰分析 17

前言/序言

前    言

导航定位应用之广泛超乎人们的想象，导航定位技术产生的效能及在民用和军用中发挥的作用极其显著，导航定位用户群体迅速扩展。尤其是随着导航卫星系统的发展，如GPS、GLONASS、Galileo及我国北斗卫星导航系统，导航定位领域经历了重大变革，导航定位技术融入了我们每个人的生活，使我们的生活发生了极大的变化。而在战争越来越表现为体系对抗的今天，导航定位系统成为对手图谋打击的重点目标。导航领域里的控制与反控制、破坏与反破坏的斗争和行动将在现代战争中频繁出现，“导航战”也备受人们的关注，卫星导航干扰及抗干扰问题已成为各国的研究热点。为了使用户和科研人员详细了解定位及抗干扰技术的相关内容，特此编写了《卫星导航定位与抗干扰技术》一书。

本书共由8章组成。第1章绪论，主要介绍导航定位的概念、发展历史及抗干扰技术的概况。第2章全球导航卫星系统，主要介绍GPS、GLONASS和Galileo卫星导航系统的概况和发展情况。第3章专门介绍传统的卫星信号捕获与跟踪技术。第4章重点讲解位置、速度和时间（PVT）结果的计算技术，以及与位置计算相关的坐标系和时间系统。第5章介绍软件接收机技术，从软件接收机硬件设计、关键模块的软件化设计及关键参数的计算等方面阐述了软件接收机的工程实现方法。第6章讨论了卫星导航系统中的干扰技术，包括潜在干扰和人为干扰，最后重点对压制干扰的效果进行分析。第7章主要介绍卫星导航系统中的抗干扰技术，包括主要的抗干扰技术及接收机的抗干扰技术，重点讲解了自适应调零天线抗干扰技术、卫星导航/INS组合导航。第8章介绍卫星导航和定位在各个领域的应用。

在本书编写过程中，参考了大量的中外专业文献，也参考了部分相关互联网资料，在此向原作者表示感谢。由于文献较多，部分文献可能因为疏忽而未被列入本书的参考目录，敬请原谅。

本书主要由陈军、黄静华、安新源、李运宏、刘睿、孙吉编写。此外，芦秀伟、李飞、张耀春、王大明、窦赛、商向永、李鹏、崔建勇、黄璞、陈海波、黄晓可、邱超、赵彬等同志在编写和审校过程中做了大量的工作。在此，对他们的辛勤付出表示深深的感谢。

编写本书的作者都是长期从事卫星导航系统研究和研发的专业人士，在查阅了大量资料的基础上，结合实践经验丰富了本书内容。由于导航新技术的不断大量涌现，书中难免有疏漏或不当之处，恳请广大读者和从事导航定位技术研究的专家同行不吝指正。

编  者