目錄 CONTENTS
前言
第1章 緒論 1
1.1 GNSS概述 2
1.2 GNSS歷史 2
1.3 GNSS介紹 4
1.3.1 GPS 4
1.3.2 GLONASS 6
1.3.3 Galileo系統(tǒng) 7
1.3.4 BDS 8
1.4 GNSS衛(wèi)星精密定軌現(xiàn)狀 10
1.4.1 導航衛(wèi)星精密定軌 10
1.4.2 MGEX 14
1.4.3 iGMAS 15
1.5 本書結(jié)構(gòu) 18
第2章 時間、坐標與常數(shù)系統(tǒng) 20
2.1 時間系統(tǒng) 20
2.1.1 太陽系質(zhì)心動力學時和原時 20
2.1.2 地球動力學時或者地球時 20
2.1.3 世界時和恒星時 21
2.1.4 國際原子時和協(xié)調(diào)世界時 25
2.1.5 GNSS時 25
2.2 時間系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換 26
2.3 坐標系統(tǒng) 29
2.3.1 坐標系的定義 29
2.3.2 常用坐標系 30
2.3.3 GPS采用的地固坐標系WGS 84 31
2.3.4 GLONASS采用的地固坐標系 31
2.3.5 Galileo系統(tǒng)采用的地固坐標系 32
2.3.6 BDS采用的地固坐標系CGCS2000 32
2.4 坐標系統(tǒng)之間相互轉(zhuǎn)換 32
2.4.1 五種常用地心坐標系之間轉(zhuǎn)換 32
2.4.2 地固坐標系到J2000.0慣性系的轉(zhuǎn)換 34
2.4.3 星固坐標系到慣性坐標系的轉(zhuǎn)換 35
2.4.4 站心坐標系與J2000.0地心天球坐標系、地固坐標系的相互轉(zhuǎn)換 36
2.4.5 地固坐標系與大地坐標系的轉(zhuǎn)換 36
2.4.6 J2000.0地心天球坐標系與RTN地心軌道平面坐標系間的轉(zhuǎn)換 37
2.4.7 直角坐標與軌道根數(shù)間的變換 38
2.5 GNSS數(shù)據(jù)處理中的常數(shù)系統(tǒng) 40
第3章 衛(wèi)星軌道及其運動方程 41
3.1 基本運動學定律 41
3.2 開普勒運動 42
3.3 衛(wèi)星運動學方程 47
3.3.1 衛(wèi)星受攝二階運動方程 47
3.3.2 衛(wèi)星變分運動方程 48
3.3.3 軌道積分 49
3.3.4 偏導數(shù) 55
3.4 GNSS廣播星歷 57
3.5 GNSS衛(wèi)星導航電文 59
3.5.1 GPS導航電文及星歷 62
3.5.2 GLONASS衛(wèi)星導航電文及星歷 64
3.5.3 GNSS導航信號比較分析 66
3.5.4 Galileo導航電文及星歷 68
3.5.5 BDS導航電文及星歷 71
3.6 IGS精密星歷 72
3.6.1 拉格朗日插值法 72
3.6.2 牛頓插值法 73
3.6.3 切比雪夫插值法 73
第4章 GNSS觀測方程 75
4.1 GNSS非差載波相位和偽距觀測方程 75
4.2 消除電離層的LC組合觀測方程 77
4.3 GNSS差分觀測方程 77
4.3.1 GNSS單差觀測方程 78
4.3.2 GNSS雙差觀測方程 80
4.3.3 GNSS三差觀測方程 82
第5章 GNSS觀測模型 84
5.1 GNSS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 84
5.1.1 軌道誤差 84
5.1.2 衛(wèi)星鐘差 84
5.1.3 衛(wèi)星天線相位中心改正 85
5.1.4 衛(wèi)星硬件延遲 89
5.2 GNSS測站有關(guān)的誤差 90
5.2.1 接收機天線相位中心改正 90
5.2.2 接收機鐘差 91
5.2.3 固體潮改正 92
5.2.4 海潮負荷改正 92
5.2.5 極潮改正 93
5.2.6 大氣潮改正 93
5.2.7 接收機硬件延遲 94
5.2.8 測量誤差 96
5.3 GNSS傳播路徑誤差 96
5.3.1 電離層延遲誤差 96
5.3.2 對流層延遲誤差 106
5.3.3 相對論效應 111
5.3.4 多路徑效應 112
5.3.5 地球自轉(zhuǎn)改正 115
5.3.6 天線相位纏繞 116
第6章 GNSS動力學模型 117
6.1 N體攝動 117
6.2 地球形狀攝動 118
6.3 太陽直接輻射壓攝動 118
6.4 地球形變攝動 119
6.4.1 固體潮攝動 119
6.4.2 海潮攝動 120
6.4.3 大氣潮攝動 121
6.4.4 地球自轉(zhuǎn)形變攝動 122
6.5 廣義相對論攝動 122
6.6 地球輻射壓攝動 123
6.7 衛(wèi)星自身熱輻射壓攝動 125
6.8 衛(wèi)星天線電磁輻射壓攝動 129
6.9 地球扁率間接攝動 130
6.10 月球扁率J2 項攝動 131
6.11 經(jīng)驗力 133
6.12 攝動量級估計和力學模型的選取 133
第7章 最小二乘批處理和濾波解算 137
7.1 最小二乘批處理 139
7.2 Kalman濾波 141
7.3 先驗約束條件最小二乘平差 144
7.3.1 先驗參數(shù)約束 144
7.3.2 先驗基準 145
7.3.3 準穩(wěn)定基準 146
7.4 常用GNSS數(shù)據(jù)處理軟件包解算方法簡介 148
7.5 方法比較 148
第8章 周跳探測和模糊度解算 150
8.1 周跳探測和修正 151
8.1.1 TECR法與MW法周跳探測 151
8.1.2 基于多觀測方程融合的周跳探測方法 153
8.1.3 利用載波相位雙差觀測值探測與修復周跳 154
8.1.4 改進后的TurboEdit周跳探測與修復方法 156
8.2 LAMBDA方法原理 158
8.3 模糊度浮點解 158
8.4 整周模糊度固定 160
第9章 導航衛(wèi)星精密定軌數(shù)據(jù)處理 164
9.1 導航衛(wèi)星精密定軌要求 164
9.2 多站、不同類型數(shù)據(jù)精密定軌方案 165
9.3 精密定軌預處理 168
9.3.1 公共誤差修正 168
9.3.2 相位平滑偽距 168
9.3.3 標準點計算 169
9.4 軌道監(jiān)視與倒單點定位 169
9.5 初始軌道確定 169
9.5.1 非線性化Bancroft算法定位原理 170
9.5.2 定軌結(jié)果分析 173
9.6 單星定軌 173
9.7 多星定軌 176
9.8 軌道正確性評定 184
9.9 廣播星歷生成 186
9.10 軌道機動與快速恢復 187
9.10.1 軌道機動和快速恢復策略 187
9.10.2 軌道機動期間定軌 187
9.10.3 軌道快速恢復 188
第10章 星地/星間聯(lián)合定軌 190
10.1 自主導航 190
10.2 星間鏈路體制設(shè)計 192
10.2.1 星間鏈路研究進展 192
10.2.2 星間鏈路測量特征分析 192
10.2.3 自主導航運行模式 193
10.3 星地/星間聯(lián)合定軌 197
10.3.1 星地/星間聯(lián)合定軌方案 197
10.3.2 參數(shù)估計理論與算法研究 198
10.3.3 星地/星間聯(lián)合定軌仿真試驗與精度分析 204
10.3.4 北斗新一代試驗衛(wèi)星星間鏈路測量對提升空間信號精度的貢獻 222
第11章 導航電文擬合 225
11.1 BDS電文擬合 225
11.2 小傾角衛(wèi)星電文 226
11.3 超限處理及有效性驗證 227
第12章 導航衛(wèi)星軌道誤差分析 230
12.1 太陽輻射壓誤差影響 230
12.1.1 太陽輻射壓攝動特點 230
12.1.2 太陽輻射壓經(jīng)驗模型 231
12.1.3 太陽輻射壓物理模型 231
12.1.4 太陽輻射壓半經(jīng)驗半物理模型 232
12.2 相位中心改正誤差影響 235
12.3 靜態(tài)參數(shù)誤差對軌道的影響 237
12.4 EOP誤差對軌道的影響 238
12.5 測站坐標誤差對軌道的影響 243
參考文獻 244
彩圖