北斗與GNSS系統(tǒng)概論

目 錄第1章　概述 11.1 GNSS引言 21.1.1 GNSS的概況 21.1.2 國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與前景 41.1.3 GNSS系統(tǒng)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)與借鑒 51.2 GNSS的定義 81.3 GNSS系統(tǒng)組成 91.4 GNSS應(yīng)用 91.5 GNSS全球市場(chǎng) 131.6 GNSS的需求分析 151.6.1 使命需求 151.6.2 市場(chǎng)需求 151.6.3 產(chǎn)業(yè)與用戶需求 171.6.4 中國(guó)時(shí)空信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求 181.7 GNSS全球系統(tǒng)、區(qū)域系統(tǒng)及其多模增強(qiáng)格局 191.7.1 全球系統(tǒng) 191.7.2 區(qū)域系統(tǒng) 191.7.3 多模增強(qiáng)系統(tǒng)和差分系統(tǒng) 201.8 衛(wèi)星導(dǎo)航的重要性和戰(zhàn)略定位 221.8.1 衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展帶來(lái)的啟迪 221.8.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供時(shí)間與空間兩大參量 241.8.3 不可或缺的國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施 241.8.4 服務(wù)國(guó)計(jì)民生的高技術(shù) 241.8.5 智能信息產(chǎn)業(yè)的核心與關(guān)鍵 241.8.6 大國(guó)和平崛起的重要標(biāo)志 251.9 多系統(tǒng)融合成為發(fā)展大趨勢(shì) 251.9.1 GNSS多系統(tǒng)的兼容互操作 251.9.2 衛(wèi)星導(dǎo)航與通信系統(tǒng)的融合 261.9.3 與慣性技術(shù)和其他系統(tǒng)的組合融合 271.10 北斗產(chǎn)業(yè)和GNSS的現(xiàn)狀與前景 281.10.1 2015年北斗產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)和量的齊頭并進(jìn) 281.10.2 2016年是邁向真正GNSS時(shí)代的新起點(diǎn) 291.10.3 室內(nèi)外融合定位是未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重頭戲 301.10.4 當(dāng)前快速健康持續(xù)發(fā)展北斗產(chǎn)業(yè)的幾點(diǎn)建議 31第2章　導(dǎo)航定位發(fā)展演變史 372.1 導(dǎo)航從史前到近代 382.1.1 石器時(shí)代的導(dǎo)航概念 382.1.2 天體導(dǎo)航（或者稱(chēng)為星球?qū)Ш剑r(shí)代 392.1.3 時(shí)間和經(jīng)度的測(cè)量 452.2 無(wú)線電導(dǎo)航時(shí)代 542.2.1 無(wú)線電的發(fā)明 542.2.2 無(wú)線電導(dǎo)航概念 552.2.3 無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)的由來(lái)和發(fā)展 592.3 地面無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)演變與發(fā)展 602.3.1 無(wú)線電信標(biāo) 602.3.2 臺(tái)卡系統(tǒng) 602.3.3 伏爾/測(cè)距器 612.3.4 塔康/VOR 612.3.5 羅蘭A 612.3.6 羅蘭C 612.3.7 奧米加 622.3.8 儀表著陸系統(tǒng) 632.3.9 微波著陸系統(tǒng) 642.4 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展歷程 642.4.1 第一顆人造地球衛(wèi)星上天 652.4.2 第一代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)——“子午儀”與“蟬” 662.4.3 第二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)（全球系統(tǒng)、區(qū)域系統(tǒng)及其增強(qiáng)） 72第3章　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS） 773.1 概述 783.1.1 系統(tǒng)概述 783.1.2 政策原則 813.2 發(fā)展過(guò)程 823.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng) 863.3.1 空間部分 863.3.2 地面控制段 873.3.3 用戶系統(tǒng)（設(shè)備） 873.3.4 系統(tǒng)功能與主要技術(shù)指標(biāo) 883.3.5 定位原理與工作過(guò)程 893.3.6 “北斗一號(hào)”用戶系統(tǒng) 903.3.7 “北斗一號(hào)”集團(tuán)應(yīng)用系統(tǒng) 913.4 北斗區(qū)域系統(tǒng) 943.4.1 北斗區(qū)域系統(tǒng)功能與指標(biāo) 943.4.2 北斗區(qū)域系統(tǒng)組成 963.5 在建中的北斗全球系統(tǒng)進(jìn)展 983.5.1 北斗（新一代）全球?qū)Ш叫l(wèi)星 983.5.2 北斗全球系統(tǒng)信號(hào)設(shè)計(jì)進(jìn)展 1013.6 北斗系統(tǒng)工作原理和關(guān)鍵技術(shù) 1033.6.1 定位原理 1033.6.2 衛(wèi)星導(dǎo)航三角測(cè)量學(xué) 1043.6.3 關(guān)鍵技術(shù) 1053.7 北斗系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù) 1133.7.1 應(yīng)用推廣 1133.7.2 行業(yè)與安全應(yīng)用 1153.7.3 大眾應(yīng)用 1163.7.4 科學(xué)應(yīng)用 1163.8 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 1173.8.1 北斗產(chǎn)業(yè)概況 1173.8.2 五大突破和連升三級(jí) 1173.8.3 標(biāo)準(zhǔn)化配置是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大關(guān)鍵舉措 1183.9 國(guó)際合作交流 1193.9.1 合作的基本原則 1193.9.2 積極推進(jìn)多邊合作 1193.9.3 大力促進(jìn)雙邊合作 1213.9.4 支持支撐國(guó)際交流 1213.10 結(jié)論 121第4章　GNSS基本構(gòu)成與關(guān)鍵技術(shù) 1234.1 概述 1244.2 GNSS的基本構(gòu)成 1254.2.1 GNSS的整體概念 1254.2.2 GNSS系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)的創(chuàng)新思維 1254.2.3 GNSS系統(tǒng)的組成 1264.3 GNSS的重大關(guān)鍵技術(shù) 1264.3.1 空間工作平臺(tái)技術(shù) 1264.3.2 空間原子鐘技術(shù) 1264.3.3 軌道確定、維護(hù)、保持技術(shù) 1274.3.4 信號(hào)體制的理論與方法 1274.3.5 電波傳播環(huán)境?；夹g(shù) 1284.3.6 大規(guī)模集成電路應(yīng)用技術(shù) 1284.4 長(zhǎng)壽命衛(wèi)星和星座與星系布設(shè) 1284.5 定軌與測(cè)控技術(shù) 1324.6 空間原子鐘技術(shù) 1354.7 信號(hào)編碼調(diào)制體制理論與方法 1414.8 環(huán)境段及其增強(qiáng)技術(shù) 1474.8.1 環(huán)境段概念 1474.8.2 衛(wèi)星導(dǎo)航的脆弱性難題和歷來(lái)的應(yīng)對(duì)措施 1474.8.3 大氣（電離層與對(duì)流層）效應(yīng)和多徑效應(yīng) 1484.8.4 導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁環(huán)境和信號(hào)干擾來(lái)源及其對(duì)策 1504.9 大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)融合集成技術(shù) 150第5章　GNSS之全球系統(tǒng) 1595.1 概述 1605.1.1 GNSS系統(tǒng)之系統(tǒng)的概念 1605.1.2 GNSS體系格局基本形成 1605.1.3 若干熱點(diǎn)問(wèn)題與最新動(dòng)向 1615.1.4 四大發(fā)展趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，大眾化產(chǎn)業(yè)化特點(diǎn)日益明晰 1625.1.5 GNSS發(fā)展過(guò)程中幾個(gè)有深遠(yuǎn)影響的經(jīng)驗(yàn)啟迪 1635.2 GNSS概念在更新，面臨重大轉(zhuǎn)折需要根本性的突破 1645.2.1 GNSS需要有與時(shí)俱進(jìn)的革命性詮釋 1645.2.2 GNSS遭遇脆弱性的阻擊 1645.2.3 GNSS需要整體上的創(chuàng)新，環(huán)境段是重點(diǎn) 1645.2.4 泛在導(dǎo)航的需求勢(shì)不可擋，急需根本性突破 1655.3 GPS 1655.3.1 概述 1655.3.2 部署發(fā)展 1665.3.3 GPS工作原理要點(diǎn) 1675.3.4 系統(tǒng)組成 1685.3.5 頻率與信號(hào) 1745.3.6 服務(wù)功能與性能 1755.4 GPS系統(tǒng)現(xiàn)代化 1765.4.1 概述 1765.4.2 GPS現(xiàn)代化進(jìn)程時(shí)間表 1785.4.3 空間段現(xiàn)代化 1805.4.4 運(yùn)控段現(xiàn)代化 1845.4.5 頻率與信號(hào)現(xiàn)代化 1875.5 GLONASS 1905.5.1 概述 1905.5.2 部署發(fā)展 1925.5.3 系統(tǒng)組成 1945.5.4 GLONASS提供的服務(wù) 1995.6 GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化 2015.6.1 概述 2015.6.2 GLONASS現(xiàn)代化的主要目標(biāo) 2025.6.3 GLONASS采用的現(xiàn)代化發(fā)展策略 2055.7 Galileo 2065.7.1 概述 2065.7.2 部署發(fā)展 2075.7.3 系統(tǒng)組成 2085.7.4 頻率與信號(hào) 2115.7.5 服務(wù)功能與性能 2165.7.6 伽利略系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展計(jì)劃 218第6章　GNSS之區(qū)域系統(tǒng)和多模增強(qiáng)系統(tǒng) 2196.1 概述 2206.2 日本的QZSS 2206.2.1 QZSS概述 2206.2.2 QZSS發(fā)展過(guò)程 2226.2.3 時(shí)空參考系統(tǒng) 2236.2.4 QZSS提供的服務(wù) 2236.2.5 QZSS體系框架結(jié)構(gòu) 2246.2.6 QZSS的頻率和信號(hào) 2276.3 印度的IRNSS 2296.3.1 IRNSS概述 2296.3.2 IRNSS發(fā)展過(guò)程 2306.3.3 IRNSS提供的服務(wù) 2306.3.4 IRNSS體系框架 2316.3.5 IRNSS的頻率和信號(hào) 2346.4 星基增強(qiáng)系統(tǒng) 2346.4.1 星基增強(qiáng)系統(tǒng)概論 2346.4.2 美國(guó)的廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS） 2356.4.3 歐洲的導(dǎo)航重疊系統(tǒng)（EGNOS） 2416.4.4 俄羅斯的差分改正監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（SDCM） 2486.4.5 日本的多功能運(yùn)輸衛(wèi)星（MTSAT）星基增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS） 2496.4.6 印度的輔助GPS的靜地星基增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)（GAGAN） 2516.5 地基增強(qiáng)系統(tǒng) 2556.5.1 地基增強(qiáng)系統(tǒng)概論 2556.5.2 局域增強(qiáng)系統(tǒng)（LAAS） 2556.5.3 國(guó)家差分GPS（NDGPS） 2576.5.4 國(guó)家連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)絡(luò)（CORS網(wǎng)） 2576.5.5 沿海的無(wú)線電信標(biāo)（DGPS）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 2576.5.6 D-GNSSd的海上精密定位測(cè)量 2576.5.7 全球差分GPS（GDGPS） 2586.6 其他多模增強(qiáng)系統(tǒng) 261第7章　GNSS接收機(jī)與用戶終端 2637.1 概述 2647.1.1 用戶段地位舉足輕重 2647.1.2 接收機(jī)的分類(lèi) 2647.1.3 接收機(jī)的主要組成和性能指標(biāo) 2677.1.4 軟件接收機(jī) 2697.1.5 接收機(jī)融合技術(shù)的發(fā)展 2697.2 衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù) 2727.2.1 概述 2727.2.2 GNSS接收機(jī)技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)特點(diǎn) 2737.2.3 GNSS接收機(jī)技術(shù)進(jìn)步 2777.2.4 GNSS接收機(jī)值得注意的發(fā)展動(dòng)向 2787.2.5 GNSS 芯片供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)力最新排名揭曉 2807.2.6 衛(wèi)星導(dǎo)航芯片融合之路和世界級(jí)競(jìng)爭(zhēng) 2817.2.7 無(wú)人機(jī)（UAV）——GNSS應(yīng)用值得關(guān)注的領(lǐng)域 2837.3 GNSS終端 2847.3.1 高精度定位終端 2847.3.2 標(biāo)準(zhǔn)型導(dǎo)航終端 2847.3.3 專(zhuān)業(yè)類(lèi)授時(shí)終端 2857.3.4 組合終端 2857.3.5 車(chē)輛信息終端 2867.3.6 智能手機(jī)終端 2877.3.7 可穿戴終端 2877.4 GNSS接收機(jī)與終端的發(fā)展趨勢(shì) 2877.4.1 衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)的全球競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)拉開(kāi)帷幕 2877.4.2 室內(nèi)外融合定位是3～5年內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展重頭戲 288第8章　GNSS應(yīng)用與服務(wù) 2918.1 概述 2928.1.1 技術(shù)層面 2928.1.2 產(chǎn)業(yè)范疇 2928.1.3 延伸應(yīng)用 2938.1.4 相關(guān)的宏觀領(lǐng)域 2938.2 GNSS的交通運(yùn)輸和物流管理應(yīng)用 2938.2.1 航空應(yīng)用 2938.2.2 航海與內(nèi)陸水運(yùn)應(yīng)用 2978.2.3 公路應(yīng)用 3008.2.4 鐵路應(yīng)用 3048.3 時(shí)間同步與傳遞應(yīng)用 3068.3.1 高精度時(shí)間的提供是GNSS一大應(yīng)用 3068.3.2 電力傳輸應(yīng)用 3078.3.3 時(shí)間傳遞 3078.3.4 時(shí)間在通信領(lǐng)域的應(yīng)用 3088.4 大眾應(yīng)用 3098.4.1 車(chē)輛信息系統(tǒng) 3098.4.2 人員跟蹤和消費(fèi)娛樂(lè)應(yīng)用 3138.5 高精度測(cè)量與定位應(yīng)用 3188.5.1 大地測(cè)量與測(cè)繪應(yīng)用 3188.5.2 海洋測(cè)繪應(yīng)用 3218.6 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用 3228.6.1 GNSS為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供技術(shù)支撐 3228.6.2 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)更多的是精準(zhǔn)信息服務(wù) 3238.6.3 GNSS應(yīng)用進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域 3248.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)應(yīng)用 3248.7.1 環(huán)境監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵在數(shù)據(jù)收集 3248.7.2 通過(guò)研究結(jié)果進(jìn)行環(huán)境保護(hù)變化預(yù)測(cè) 3258.7.3 GNSS給環(huán)境保護(hù)帶來(lái)好處良多 3258.8 空間與大氣等科學(xué)研究應(yīng)用 3268.8.1 空間應(yīng)用