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第1章 概论1

1.1 现代主要导航技术1

1.2 卫星导航技术的发展与现状5

1.3 高精度卫星导航技术11

作业思考题14

第2章 卫星导航系统基础15

2.1 GNSS时空参照系统和轨道15

2.1.1 GNSS坐标系统15

2.1.2 GNSS时间系统19

2.1.3 卫星运动及其轨道参数22

2.1.4 卫星轨道摄动24

2.1.5 卫星星历26

2.1.6 卫星坐标计算27

2.2 GNSS信号31

2.2.1 信号结构32

2.2.2 导航电文35

2.2.3 信号扩频与调制41

2.3 GNSS观测量与误差分析43

2.3.1 码伪距测量43

2.3.2 载波相位伪距测量45

2.3.3 误差来源及分析46

2.4 位置、速度和时间解算49

2.4.1 基于码伪距的解算49

2.4.2 基于载波相位的解算52

2.4.3 定位精度的几何评价54

作业思考题56

第3章 GNSS接收机59

3.1 概述59

3.1.1 GNSS接收机的发展历程59

3.1.2 GNSS接收机的类型61

3.1.3 GNSS接收机的体系结构61

3.2 天线及射频信号处理64

3.2.1 天线64

3.2.2 射频信号处理65

3.3 中频信号处理——信号捕获67

3.3.1 捕获的基本原理67

3.3.2 常用捕获算法68

3.3.3 信号检测与判决72

3.3.4 捕获与跟踪的转换74

3.3.5 微弱信号捕获75

3.4 中频信号处理——信号跟踪77

3.4.1 跟踪的基本原理77

3.4.2 常用的跟踪算法77

3.4.3 跟踪环路的数学模型79

3.4.4 跟踪带宽与滤波器设计83

3.4.5 跟踪误差下界84

3.4.6 矢量跟踪环路86

3.5 基带信号处理——同步与解调87

3.5.1 信号同步87

3.5.2 导航电文解调90

3.5.3 高精度量测值的产生90

3.5.4 信道干扰对测量精度的影响94

作业思考题96

第4章 差分GNSS技术97

4.1 差分定位原理97

4.1.1 伪距观测量误差分析97

4.1.2 卫星轨道参数误差影响分析99

4.1.3 差分系统分类100

4.2 码差分定位101

4.2.1 码伪距差分系统定位方法101

4.2.2 局域差分系统定位方法103

4.2.3 广域差分系统定位方法103

4.3 载波相位观测量差分106

4.3.1 单差107

4.3.2 双差109

4.3.3 三差111

4.4 多频测量值组合112

4.4.1 线性组合112

4.4.2 窄巷、宽巷和超宽巷组合115

4.5 周跳探测和修复117

4.5.1 周跳的概念117

4.5.2 基于观测值变化规律的周跳探测118

4.5.3 基于多类观测值组合的周跳探测120

4.5.4 基于观测值估值残差的周跳探测121

作业思考题122

第5章 高精度动态定位技术123

5.1 引言123

5.2 整周模糊度求解技术124

5.2.1 交换天线位置124

5.2.2 利用伪距的取整估算法125

5.2.3 LAMBDA算法126

5.2.4 逐级模糊度确定法129

5.3 网络RTK技术131

5.3.1 网络RTK关键技术132

5.3.2 网络RTK系统137

5.3.3 网络RTK技术的发展现状和趋势143

5.4 精密单点定位（PPP）144

5.4.1 精密单点定位技术的发展现状144

5.4.2 精密单点定位的基本原理145

5.4.3 IGS精密星历和卫星钟差产品147

5.4.4 精密单点定位的主要误差源和改正模型147

5.4.5 精密单点定位的技术优势152

5.4.6 精密单点定位中的坐标框架153

作业思考题154

第6章 GNSS/INS组合导航156

6.1 GNSS/INS组合导航简述156

6.2 GNSS/INS组合导航基础157

6.2.1 GNSS/INS组合导航方式分类157

6.2.2 卡尔曼滤波技术160

6.3 GNSS/INS松组合162

6.3.1 松组合概述162

6.3.2 松组合误差模型163

6.3.3 松组合状态方程166

6.3.4 松组合量测方程171

6.4 GNSS/INS紧组合173

6.4.1 紧组合概述173

6.4.2 紧组合状态方程173

6.4.3 紧组合量测方程174

6.5 GNSS/INS超紧组合177

6.5.1 INS辅助GPS超紧组合模式177

6.5.2 GPS/INS深组合模式178

6.5.3 GNSS/INS超紧组合的卡尔曼滤波方程180

作业思考题181

第7章 GNSS组合姿态测量182

7.1 GNSS组合姿态测量概述182

7.2 GNSS单基线姿态测量原理183

7.2.1 单基线单差姿态测量183

7.2.2 单基线双差姿态测量187

7.3 GNSS多基线姿态测量原理191

7.3.1 双基线姿态测量191

7.3.2 多基线姿态测量194

7.4 GNSS天线配置对姿态测量的影响196

7.4.1 天线配置方法196

7.4.2 基线矢量夹角与姿态角精度的关系198

7.4.3 基线长度与姿态角精度的关系199

7.4.4 基线长度与姿态解算实时性的关系200

7.5 GNSS姿态测量误差分析202

7.5.1 姿态测量误差源202

7.5.2 姿态测量方程误差202

7.5.3 姿态测量精度因子203

7.6 双天线GNSS与INS组合姿态测量206

7.6.1 惯性姿态传感器组合206

7.6.2 天线GNSS与INS组合测量208

7.6.3 INS辅助快速确定整周模糊度211

7.7 GNSS与其他系统的组合姿态测量215

7.7.1 GNSS与磁强计的组合姿态测量215

7.7.2 GNSS与AHRS的组合姿态测量215

作业思考题215

参考文献217