SINS/GPS組閤導航技術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王新龍，李亞峰，紀新春 著

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512416352

版次：1

商品编码：11649624

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

正文语种：中文

內容簡介

　　SINS/GPS組閤導航係統被認為是目前導航領域最為理想的組閤方式，具有巨大的發展潛力和應用前景，特彆是在航空、航天飛行器導航和製導等方麵，具有非常重要的作用。
　　《SINS/GPS組閤導航技術》主要根據作者與課題組成員多年來的研究成果和國內外SINS/GPS組閤導航技術的最新進展撰寫而成。全書內容共分12章，重點圍繞當前SINS/GPS的鬆組閤、緊組閤、超緊組閤和深組閤四種組閤模式，從理論與實際應用的角度，全麵、係統地闡述瞭SINS/GPS組閤係統的原理、設計理論與方法及其發展趨勢。為便於讀者理解、掌握概念內涵，書中列舉瞭大量詳細的仿真實例。
　　本書可作為自動控製、導航、製導及測繪等領域的研究者和工程技術人員的參考書，也可作為高等院校相關專業高年級本科生和研究生的教材。

目錄

第1章緒論
1.1概述
1.2SINS/GPS組閤的優越性
1.3SINS/GPS不同組閤模式的基本原理與特點
1.3.1SINS/GPS 鬆組閤模式
1.3.2SINS/GPS緊組閤模式
1.3.3SINS/GPS超緊組閤模式
1.3.4SINS/GPS深組閤模式
1.3.5SINS/GPS不同組閤模式的特性
1.4組閤導航係統中卡爾曼濾波器的總體結構
1.5SINS/GPS組閤技術的應用前景和發展方嚮
第2章GPS基本原理與信號源模擬器設計方法
2.1全球定位係統的組成
2.2GPS信號的結構
2.2.1GPS信號的構成
2.2.2本地C/A碼生成
2.2.3GPS C/A碼信號的特性
2.2.4GPS導航電文
2.3GPS信號功率
2.4GPS定位基本原理
2.4.1GPS絕對定位原理
2.4.2差分GPS定位原理
2.5GPS衛星瞬時位置和速度計算
2.5.1坐標係的定義
2.5.2衛星位置的計算
2.5.3衛星速度的計算
2.6GPS定位係統誤差
2.7GPS接收機射頻前端
2.8GPS信號源模擬器
2.8.1主要功能
2.8.2GPS信號源模擬器的結構
2.8.3GPS中頻信號的數學模型
2.8.4GPS中頻信號模擬方案
2.8.5GPS中頻信號模擬參數計算
2.8.6導航星模擬器
2.8.7前端濾波器模擬與信號仿真實現
第3章GPS軟件接收機設計理論與方法
3.1GPS軟件接收機的特點與結構
3.1.1軟件接收機的特點
3.1.2軟件接收機的結構
3.1.3GPS軟件接收機關鍵組成環節的功能
3.2GPS信號捕獲
3.2.1循環相關粗捕獲方法
3.2.2基於相位估計的精細捕獲方法
3.2.3SINS輔助GPS捕獲方法
3.3GPS信號跟蹤
3.3.1C/A碼跟蹤環路
3.3.2載波跟蹤環路
3.3.3載波輔助碼跟蹤環
3.4載噪比估計和鎖定檢測器
3.5信號解碼及觀測信息提取
3.6導航定位解算
3.6.1基於多普勒頻移觀測值的僞距平滑
3.6.2最小二乘PVT解算
3.7GPS軟件接收機工作流程與性能測試
3.7.1工作流程
3.7.2性能測試
第4章GPS接收機跟蹤環路設計方法
4.1GPS接收機跟蹤環路
4.1.1鎖相環
4.1.2鎖頻環
4.2跟蹤環路性能門限
4.2.1鎖相環跟蹤門限
4.2.2碼跟蹤環跟蹤門限
4.2.3鎖頻環跟蹤門限
4.3乾擾環境下GPS信號等效載噪比
4.4跟蹤環路優化方案
4.4.1熱噪聲顫動
4.4.2動態應力誤差
4.4.3最優跟蹤環路方案
4.4.4性能驗證
4.5自適應載波跟蹤環路設計
4.5.1高動態GPS載波信號跟蹤
4.5.2基於UKF的載波跟蹤環路
4.5.3自適應UKF載波跟蹤方案
4.5.4性能驗證
第5章捷聯慣導係統基本原理及仿真器設計方法
5.1SINS基本工作原理
5.2慣性器件誤差補償原理
5.3捷聯慣導係統的力學編排
5.3.1姿態方程
5.3.2導航位置方程
5.3.3捷聯慣導係統力學編排方框圖
5.4SINS仿真器設計
5.4.1軌跡發生器
5.4.2慣性器件仿真器
5.4.3導航解算
5.4.4誤差處理器
第6章SINS/GPS鬆、緊組閤係統設計理論與方法
6.1SINS/GPS鬆、緊組閤原理
6.1.1鬆組閤
6.1.2緊組閤
6.2卡爾曼濾波原理
6.3SINS/GPS鬆、緊組閤濾波器的設計
6.3.1狀態方程
6.3.2量測方程
6.3.3方程離散化
6.3.4卡爾曼濾波流程
6.4性能仿真驗證
6.4.1仿真條件
6.4.2驗證結果
第7章SINS輔助GPS捕獲技術
7.1GPS接收信號模型
7.2GPS信號捕獲原理
7.3GPS信號捕獲性能指標
7.3.1檢測概率和虛警概率
7.3.2捕獲靈敏度及捕獲時間
7.4GPS信號捕獲算法性能分析
7.4.1相乾捕獲
7.4.2非相乾捕獲
7.4.3差分相乾捕獲
7.5SINS輔助GPS信號捕獲方法
7.5.1SINS輔助GPS捕獲方案
7.5.2SINS輔助GPS信號粗捕獲
7.5.3SINS輔助GPS信號精捕獲
7.6SINS輔助GPS信號捕獲性能分析
7.6.1計算量
7.6.2捕獲時間
7.6.3輔助信息不確定度
7.7性能仿真驗證
7.7.1仿真條件
7.7.2驗證結果
第8章SINS輔助GPS信號跟蹤技術
8.1SINS/GPS超緊組閤導航係統的結構
8.2SINS/GPS超緊組閤導航係統的實現方案
8.3SINS/GPS超緊組閤導航係統信號跟蹤方法
8.3.1SINS輔助載波環跟蹤方法
8.3.2SINS輔助碼環的實現方法
8.4SINS輔助GPS接收機跟蹤性能分析
8.4.1跟蹤環路的結構
8.4.2SINS輔助跟蹤環路的等效帶寬
8.4.3SINS輔助環路的跟蹤性能
8.4.4SINS輔助環路的抗乾擾能力
8.5SINS/GPS超緊組閤導航係統數學模型的建立
8.5.1超緊組閤係統狀態方程
8.5.2超緊組閤係統量測方程
8.5.3性能仿真驗證
8.6SINS輔助GPS高靈敏度頻域跟蹤方法
8.6.1基於FFT的頻域載波跟蹤
8.6.2SINS輔助GPS高靈敏度頻域載波跟蹤方法
8.6.3仿真測試及性能驗證
第9章SINS輔助GPS抗乾擾技術
9.1GPS乾擾信號及抗乾擾技術
9.1.1典型GPS乾擾信號
9.1.2GPS乾擾抑製技術
9.2基於自適應調零天綫的乾擾抑製技術
9.2.1自適應天綫陣的基本結構
9.2.2接收信號模型
9.2.3天綫陣列方嚮圖
9.2.4功率倒置算法
9.2.5仿真結果分析
9.3基於子空間投影的空時二維濾波
9.3.1空時聯閤處理技術原理
9.3.2子空間投影濾波
9.3.3仿真結果分析
9.4基於時頻分析的乾擾抑製算法
9.4.1LFM乾擾信號模型
9.4.2基於時頻分析的參數估計
9.4.3仿真結果分析
9.5SINS/GPS超緊組閤係統誤差建模與環路帶寬優化設計
9.5.1SINS輔助跟蹤環路誤差建模
9.5.2SINS輔助跟蹤環路帶寬優化設計
9.6基於陣列天綫的抗乾擾SINS/GPS超緊組閤方案
9.6.1乾擾檢測
9.6.2基於特徵分析的功率倒置算法
9.6.3GPS信號導嚮矢量估計
9.6.4係統抗乾擾性能測試
第10章基於低等級IMU的SINS/GPS超緊組閤係統方案設計
10.1誤差相關性分析
10.2基於誤差解相關方法的SINS/GPS超緊組閤係統設計
10.2.1僞距率誤差解相關方法
10.2.2僞距誤差解相關方法
10.2.3組閤濾波器模型
10.3基於低等級IMU的SINS/GPS超緊組閤係統方案
10.4係統性能驗證
10.4.1仿真環境和參數設置
10.4.2高動態環境
10.4.3強乾擾環境
第11章SINS/GPS超緊組閤係統完好性監測算法
11.1基於最小二乘殘差的RAIM算法
11.1.1最小二乘殘差檢測原理
11.1.2故障檢測可用性分析
11.1.3單星故障隔離
11.2SINS/GPS超緊組閤係統的RAIM算法
11.2.1層次濾波器結構
11.2.2故障檢測與隔離算法
11.2.3可用性分析
11.3算法驗證
第12章基於矢量跟蹤的SINS/GPS深組閤係統技術
12.1衛星信號的標量跟蹤與矢量跟蹤
12.1.1標量跟蹤結構
12.1.2矢量跟蹤結構
12.1.3矢量跟蹤算法
12.2深組閤數據處理方法
12.3SINS/GPS相乾深組閤模型與結構
12.3.1SINS和GPS僞距/僞距率的關係
12.3.2相關輸齣與位置/速度的關係
12.3.3SINS/GPS集中式相乾深組閤
12.3.4SINS/GPS分布式相乾深組閤
12.4SINS/GPS非相乾深組閤建模與設計
12.4.1信號矢量跟蹤環節
12.4.2組閤導航處理器
12.5深組閤係統性能驗證
12.5.1仿真條件
12.5.2驗證結果
12.6SINS/GPS深組閤低載噪比自適應矢量跟蹤算法設計
12.6.1自適應矢量跟蹤結構設計
12.6.2自適應矢量跟蹤算法
12.6.3性能仿真驗證
參考文獻

前言/序言

　　以GPS為代錶的全球衛星導航定位係統，具有全球性、全天候、高精度、實時定位等優點，但其存在著易受乾擾、動態環境中可靠性差以及數據輸齣頻率較低等不足之處；SINS是一種自主性強、隱蔽性好、抗乾擾能力強、短時精度高的導航係統，能夠獨立提供載體所需的全部導航參數，但其最大的缺陷是導航誤差隨時間積纍。可見，SINS與GPS各有所長，在性能上具有很強的互補性。SINS/GPS組閤在眾多組閤導航係統中堪稱“黃金組閤”，而且隨著組閤程度的加深，SINS/GPS組閤係統的總體性能要遠優於各獨立係統，被認為是目前導航領域最為理想的組閤方式。根據組閤結構、信息交換及組閤程度的不同，SINS和GPS的組閤可分為鬆組閤、緊組閤、超緊組閤和深組閤。雖然目前鬆組閤、緊組閤這兩種組閤模式應用較為廣泛，但隨著運載體機動性能的不斷提高以及作戰環境的復雜化，為滿足高動態用戶（飛機、導彈、航天器等）及強噪聲乾擾環境下的應用需求，進一步提高組閤導航係統的精度和可靠性，近年來，以緊組閤為基礎發展起來的新一代組閤概念——超緊組閤和深組閤，已成為SINS/GPS組閤導航技術發展的重要方嚮，具有巨大的發展潛力和應用前景，特彆是在航空、航天飛行器導航和製導等方麵，具有非常重要的作用。本書正是為適應這些技術領域的需要而撰寫的。
　　此前，國內外齣版瞭一些有關SINS/GPS組閤導航技術的著作與教材，絕大多數隻用有限篇幅講述瞭SINS/GPS組閤導航的基本原理與個彆組閤方法，對SINS/GPS組閤導航的基本理論、組閤模式與方法的講述不夠係統、全麵。多年來，在國傢自然科學基金（61074157、61111130198、61233005）、航空科學基金（20090151004、20130151004）、衛星應用研究院創新基金（2014_CXJJDH_01）等項目的資助下，作者會同課題組成員對SINS/GPS組閤導航技術進行瞭係統而深入的研究,本書是對這些研究成果的係統匯總；同時，也吸取瞭一些國際最新研究成果，圍繞SINS/GPS組閤導航技術的有關概念、原理與方法進行瞭係統闡述，注重從讀者易於理解及工程應用的角度齣發，反映當前SINS/GPS組閤導航技術的新成就及今後的發展趨嚮。
　　本書共分12章。第1章簡述瞭SINS/GPS不同組閤模式的基本原理、特點及其發展趨勢；第2章講述瞭GPS基本原理與信號源模擬器的設計方法；第3章講述瞭GPS軟件接收機的設計理論與方法；第4章講述瞭GPS接收機跟蹤環路設計方法；第5章講述瞭捷聯慣導係統的基本原理及仿真器設計方法；第6章講述瞭SINS/GPS鬆、緊組閤係統設計理論與方法；第7章講述瞭SINS輔助GPS捕獲技術；第8章講述瞭SINS輔助GPS信號跟蹤技術；第9章講述瞭SINS輔助GPS抗乾擾技術；第10章講述瞭基於低等級IMU的SINS/GPS超緊組閤係統方案設計；第11章講述瞭SINS/GPS超緊組閤係統完好性監測算法；第12章講述瞭基於矢量跟蹤的SINS/GPS深組閤一體化係統技術。
　　本書是作者及課題組多年研究成果的結晶。書中部分內容采用瞭北京航空航天大學李亞峰、紀新春、於潔、宋帥、謝佳碩士學位論文以及孫兆妍畢業設計論文的研究成果。此外，本書部分內容還參考瞭國內外同行專傢、學者的最新研究成果，作者對他們為本書作齣的貢獻錶示誠摯的謝意！
　　盡管作者力求使本書能更好地滿足讀者的要求，但因內容涉及麵廣，限於水平，書中不足之處在所難免，誠望讀者批評指正。
　　作者
　　2014年10月
　　工業和信息化部“十二五”規劃專著版式示例

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