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新一代GNSS卫星导航信号质量评估及其MATLAB实现

  • 作 者:贺成艳 张兆林 王伶 等
  • 策划编辑:刘玉芳
  • 书代号:722700
  • I S B N:978-7-5606-6925-0
  • 出版日期:2023-12
  • 印刷日期:2023-12
  • 业务分类:专著;
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本书主要围绕卫星导航信号展开介绍,系统、全面地阐述了GNSS信号评估的基本理论、评估及方法、评估判决指标和Matlab具体实现方式等。本书也将是我国第一本透彻地、深入浅出地介绍GNSS卫星信号质量评估及其Matlab具体实现方式的书籍。本书内容丰富、题材新颖、理论与实践相结合,适合作为本科高年级生和研究生的教材或参考用书,也可作为GNSS/BDS卫星导航系统信号接收处理和性能评估等领域相关的工程技术人员和科研工波野多结节与黑人的参考用书。本书提及但未能予以充分展开讨论的许多想法、技术等,可以作为硕士生或博士生的研究课题之用。

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)通过在轨卫星发射下行导航信号来向全球用户提供定位、导航和授时服务(Positioning, Navigation, Timing, PNT)。目前, 全球卫星导航系统已在关系国民经济建设和国家安全的诸多领域(如地理数据采集、测绘、救援、精准农业、地震监测、车辆监控调度和导航、航空航海、军事应用和大众消费等)被广泛采用并发挥着重要作用,

成为现代化大国军事能量及综合国力的重要体现,越来越多的国家已经建设或正在建设自己国家的卫星导航系统或增强系统,如四大全球卫星导航系统(美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo、中国BDS)、两个区域卫星导航系统(日本QZSS、印度NavIC)、星基增强系统(SBAS,主要包括美国WAAS、俄罗斯SDCM、中国BDSBAS、欧洲EGNOS、日本MSAS、印度GAGAN、韩国KASS、非洲ASBAS等)和地基增强系统(GBAS,主要包括LAAS、JPALS、CORS、Locata和伪卫星等), 卫星导航产业已逐步发展成为一个全球性的高新技术产业。

卫星导航信号作为空间段与用户段之间的唯一接口,其内在性能的极限直接决定了整个卫星导航系统的服务性能极限。随着卫星导航系统的飞速发展, 新型GNSS信号出现了。 相比传统的BPSK或QPSK调制信号,新型GNSS信号虽然有着众多优点,但其设计及实现过程复杂。 虽然科研人员在设计新型GNSS信号时就非常重视其可靠性,但由于卫星有效载荷器件的非理想特性,实际播发的卫星导航信号不可避免地会产生某种程度的失真,从而会降低导航系统PNT的服务精度,严重时可能会导致灾难性后果。高精度和高可信的卫星导航信号质量监测评估技术,能够在第一时间及时准确地发现异常信号并快速告警,确保广大GNSS用户,特别是民航、海事等涉及生命安全等的领域的用户高效、可靠地使用导航系统提供的相关服务。

卫星导航信号质量监测评估技术作为卫星导航信号测试评估的主要技术,已成为卫星导航信号测试评估领域的研究热点。此外, 随着北斗三号的组网成功,越来越多的学者关注卫星导航信号处理技术,我国高等院校乃至中小学也逐渐普及北斗卫星导航系统的相关知识。

本书主要围绕卫星导航信号展开介绍,系统、全面地阐述了GNSS信号评估的基本理论、评估方法、评估判决指标和采用MATLAB进行仿真的具体实现方式等。 本书共9章。第1章主要介绍了利用MATLAB开展信号质量监测评估的基础知识,包括MATLAB中的向量、矩阵和范数,各种常用绘图方法、方程的求解和数据拟合方法,微分和积分中常用的具体计算方法及常见数据文件的读写方法等;第2章给出了四大全球卫星导航系统、两个区域卫星导航系统、星基增强系统(SBAS)和地基增强系统(GBAS)的主要情况介绍;第3章详细地介绍了卫星导航系统中常见的信号调制方式和复用方式;第4章至第9章分别介绍了信号功率特性、信号功率谱特性、信号波形特性、信号调制特性、信号相关域特性、载波与伪码相干特性的具体评估方法、评估指标及采用MATLAB进行仿真的具体实现方式。

本书波野多结节与黑人在卫星导航信号接收处理方面有十多年的研究经历,近年来参与了多项北斗卫星导航系统重大专项关键技术攻关的信号质量监测评估工作。本书内容为波野多结节与黑人多年工作经验的积累,综合体现了GNSS信号质量评估领域的一些前沿科技和研究成果。

本书内容丰富,题材新颖,理论与实践相结合,具有一定的深度,适合作为本科高年级学生和研究生的参考书,也可作为GNSS/BDS卫星导航信号接收处理和卫星导航系统性能评估等领域工程技术人员的参考书。本书提及但未予以充分展开讨论的想法、技术或研究方向,可以作为硕士生或博士生的研究课题。希望本书的出版能够为我国的BDS系统建设、服务性能评估及推广应用添砖加瓦。

本书在编写过程中参考了较多相关参考文献,在此特向这些文献的波野多结节与黑人深表感谢。

由于波野多结节与黑人水平有限,而且编写时间仓促,书中难免存在一些不妥之处,恳请读者不吝指正,意见与建议可发送至电子邮箱chengyan_he@163.com。

波野多结节与黑人于西安

2023年5月

本书主要围绕卫星导航信号展开介绍,系统、全面地阐述了GNSS信号评估的基本理论、评估及方法、评估判决指标和Matlab具体实现方式等。本书也将是我国第一本透彻地、深入浅出地介绍GNSS卫星信号质量评估及其Matlab具体实现方式的书籍。本书内容丰富、题材新颖、理论与实践相结合,适合作为本科高年级生和研究生的教材或参考用书,也可作为GNSS/BDS卫星导航系统信号接收处理和性能评估等领域相关的工程技术人员和科研工波野多结节与黑人的参考用书。本书提及但未能予以充分展开讨论的许多想法、技术等,可以作为硕士生或博士生的研究课题之用。

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