GNSS反射信號處理基礎(chǔ)與實踐（第2版）

目錄
第1章 緒論 1
1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述 1
1.1.1 北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 1
1.1.2 GPS 2
1.1.3 GLONASS 3
1.1.4 Galileo系統(tǒng) 3
1.1.5 QZSS 4
1.1.6 印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) 4
1.2 GNSS-R技術(shù)概述 5
1.2.1 正問題與反問題 5
1.2.2 GNSS-R技術(shù)定義 5
1.2.3 GNSS-R技術(shù)優(yōu)勢 7
1.3 GNSS-R技術(shù)的發(fā)展 7
1.3.1 海洋遙感 7
1.3.2 土壤濕度探測 12
1.3.3 雙基SAR成像 14
1.3.4 目標(biāo)探測 16
1.4 本書結(jié)構(gòu) 17
參考文獻 17
第2章 GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航信號概述 28
2.1 擴頻通信原理 28
2.1.1 擴頻的基本概念 28
2.1.2 偽隨機碼（PRN碼） 30
2.1.3 擴頻測距原理及性能 35
2.2 調(diào)制方式 37
2.2.1 BPSK 37
2.2.2 QPSK 38
2.2.3 BOC 38
2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航信號 45
2.3.1 北斗信號 45
2.3.2 GPS信號 53
2.3.3 其他衛(wèi)星導(dǎo)航信號 60
2.4 本章小結(jié) 62
參考文獻 62
第3章 GNSS信號的接收與處理 64
3.1 信號模型 64
3.1.1 數(shù)學(xué)描述 64
3.1.2 接收與數(shù)字化 65
3.1.3 相關(guān)運算 68
3.2 捕獲與跟蹤 71
3.2.1 捕獲 72
3.2.2 碼跟蹤 78
3.2.3 載波跟蹤 79
3.3 定位解算 81
3.3.1 數(shù)據(jù)同步 81
3.3.2 定位原理與方法 83
3.4 本章小結(jié) 89
參考文獻 89
第4章 GNSS反射信號基礎(chǔ) 91
4.1 GNSS-R幾何關(guān)系 91
4.1.1 宏觀幾何關(guān)系 91
4.1.2 天線覆蓋區(qū) 92
4.1.3 等延遲區(qū) 95
4.1.4 等多普勒區(qū) 98
4.2 反射信號的特性 101
4.2.1 極化 101
4.2.2 反射系數(shù) 104
4.2.3 反射信號描述 105
4.3 反射信號的相關(guān)函數(shù) 108
4.3.1 時延一維相關(guān)函數(shù) 109
4.3.2 多普勒一維相關(guān)函數(shù) 110
4.3.3 時延?多普勒二維相關(guān)函數(shù) 111
4.4 本章小結(jié) 112
參考文獻 112
第5章 GNSS反射信號的接收與處理 114
5.1 反射信號接收機的通用模型和實現(xiàn)方式 114
5.1.1 通用模型 114
5.1.2 實現(xiàn)方式 115
5.2 反射信號處理方法 118
5.2.1 反射信號的離散形式 118
5.2.2 多通道相關(guān)處理算法 120
5.2.3 鏡面反射點的計算 122
5.2.4 提高信噪比的方法 125
5.3 硬件接收機 129
5.3.1 總體架構(gòu) 129
5.3.2 主要部件 130
5.3.3 多通道相關(guān)單元 136
5.3.4 多通道控制單元 142
5.4 軟件接收機 145
5.4.1 基本結(jié)構(gòu) 145
5.4.2 處理流程 147
5.4.3 軟件功能 148
5.4.4 實現(xiàn)效率分析 149
5.4.5 實時性方案研究 150
5.5 本章小結(jié) 151
參考文獻 151
第6章 海洋遙感應(yīng)用 155
6.1 海面風(fēng)場反演 157
6.1.1 海洋表面的風(fēng)和浪 157
6.1.2 海浪譜模型 159
6.1.3 電磁散射模型 162
6.1.4 基于波形匹配的風(fēng)場反演 163
6.1.5 基于模式函數(shù)的風(fēng)速反演 175
6.2 海面高度測量 180
6.2.1 直反協(xié)同法海面高度測量原理 181
6.2.2 碼延遲測高方法 184
6.2.3 載波相位測高方法 187
6.2.4 載波頻率測高方法 189
6.2.5 干涉法海面高度測量 190
6.3 岸基GNSS-R臺風(fēng)風(fēng)場重構(gòu)及風(fēng)暴潮模擬 195
6.3.1 臺風(fēng)風(fēng)場重構(gòu)方法 195
6.3.2 岸基GNSS-R臺風(fēng)風(fēng)場重構(gòu) 196
6.3.3 風(fēng)暴潮模型的建立及驗證 197
6.3.4 重構(gòu)風(fēng)場的風(fēng)暴潮模擬 200
6.4 本章小結(jié) 203
參考文獻 204
第7章 陸表土壤濕度反演 208
7.1 土壤濕度及其測量方法簡介 208
7.2 土壤濕度反演基本原理 210
7.3 雙天線土壤濕度反演 212
7.3.1 觀測量提取 212
7.3.2 土壤反射系數(shù)估計 214
7.3.3 土壤濕度反演試驗 215
7.4 單天線土壤濕度反演 222
7.4.1 觀測量提取 222
7.4.2 土壤反射系數(shù)估計 224
7.4.3 土壤濕度反演試驗 226
7.5 土壤濕度監(jiān)測系統(tǒng)實例 229
7.5.1 總體設(shè)計 229
7.5.2 終端硬件設(shè)計 230
7.5.3 終端軟件設(shè)計 232
7.5.4 試驗結(jié)果 234
7.6 本章小結(jié) 236
參考文獻 237
第8章 GNSS-R成像 239
8.1 系統(tǒng)構(gòu)型及二維信號模型 239
8.1.1 系統(tǒng)構(gòu)型 239
8.1.2 二維信號模型 241
8.2 空間分辨率 243
8.2.1 分辨率定義 243
8.2.2 分辨率與幾何構(gòu)型的關(guān)系 246
8.3 后向投影成像算法 248
8.3.1 距離向壓縮 249
8.3.2 后向投影 251
8.4 成像算法的實現(xiàn) 253
8.4.1 異構(gòu)并行平臺 253
8.4.2 距離向壓縮 253
8.4.3 后向投影 255
8.4.4 流處理結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 256
8.5 仿真分析及試驗驗證 256
8.5.1 仿真分析 256
8.5.2 試驗驗證 260
8.6 本章小結(jié) 262
參考文獻 262
第9章 GNSS反射信號新應(yīng)用初探 264
9.1 地基空中移動目標(biāo)探測 265
9.1.1 探測機理介紹 265
9.1.2 現(xiàn)場試驗分析及驗證 270
9.2 地基河流邊界探測 275
9.2.1 探測原理分析 276
9.2.2 仿真分析及驗證 282
9.3 星載地表水體識別 285
9.3.1 水體識別過程 286
9.3.2 CYGNSS數(shù)據(jù)驗證 288
9.4 展望 294
參考文獻 295
附錄A 縮略語 297