北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的定位技術(shù)及船舶導航應用

第1章概述1
1.1引言3
1.1.1船舶導航的歷史3
1.1.2海圖的簡介及發(fā)展狀況5
1.1.3全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)7
1.1.4天空海一體化導航系統(tǒng)9
1.2全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定義和系統(tǒng)組成10
1.2.1全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定義10
1.2.2全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)組成11
1.3現(xiàn)有的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)12
1.3.1美國GPS系統(tǒng)12
1.3.2俄羅斯GLONASS系統(tǒng)15
1.3.3歐洲GALILEO17
1.3.4中國北斗系統(tǒng)18
1.3.5其他區(qū)域性衛(wèi)星導航系統(tǒng)21
1.4北斗系統(tǒng)的船舶導航應用現(xiàn)狀24
 
第2章北斗系統(tǒng)簡介29
2.1北斗系統(tǒng)的建設現(xiàn)狀31
2.2北斗系統(tǒng)的特點33
2.2.1北斗系統(tǒng)混合星座33
2.2.2北斗系統(tǒng)三頻信號33
2.2.3北斗系統(tǒng)短報文功能34
2.3北斗反射信號軟件接收機的設計與實現(xiàn)35
2.3.1通用GNSS軟件接收機中信號捕獲處理相關(guān)算法36
2.3.2北斗反射信號軟件接收原理38
2.3.3北斗軟件接收機的實現(xiàn)41
2.4北斗定位技術(shù)研究現(xiàn)狀47
 
第3章北斗系統(tǒng)單點定位技術(shù)49
3.1北斗系統(tǒng)測量質(zhì)量分析51
3.1.1可視衛(wèi)星數(shù)51
3.1.2載噪比51
3.2偽距單點定位54
3.2.1偽距觀測模型54
3.2.2單點定位原理55
3.2.3觀測誤差分析61
3.2.4北斗系統(tǒng)單點定位結(jié)果64
3.3北斗系統(tǒng)信號多徑誤差模型73
3.3.1數(shù)學模型73
3.3.2定位精度78
3.4組合單點定位技術(shù)80
3.4.1組合定位必要性80
3.4.2組合定位算法81
3.4.3組合單點定位性能分析82
3.4.4混合星座的選星技術(shù)86
3.4.5開放環(huán)境實驗86
3.4.6障礙物環(huán)境實驗91
 
第4章北斗系統(tǒng)載波差分定位技術(shù)95
4.1差分技術(shù)簡介97
4.2單差與雙差偽距和載波相位99
4.2.1單差偽距和載波相位99
4.2.2雙差偽距和載波相位100
4.3各類線性組合技術(shù)101
4.3.1線性組合模型101
4.3.2寬巷、超寬巷組合模型104
4.3.3LAMBDA模型105
4.4北斗系統(tǒng)載波差分定位技術(shù)107
4.4.1雙頻短基線載波差分定位107
4.4.2雙頻中長基線載波差分定位111
4.4.3三頻中長基線載波差分定位114
 
第5章廉價導航模塊載波定位技術(shù)127
5.1單頻載波組合定位模型129
5.1.1原始觀測方程差分129
5.1.2卡爾曼濾波求解130
5.1.3LAMBDA算法模糊度求解130
5.2廉價導航模塊簡介132
5.2.1Ublox系列模塊132
5.2.2ST系列模塊132
5.3零基線實驗133
5.3.1零基線實驗環(huán)境133
5.3.2雙差偽距和相位殘差值133
5.3.3雙差偽距中提取多徑誤差及觀測噪聲134
5.3.4零基線實驗定位結(jié)果135
5.4靜態(tài)對比實驗137
5.4.1靜態(tài)實驗環(huán)境137
5.4.2靜態(tài)對比實驗結(jié)果137
5.5動態(tài)試驗140
5.5.1操場試驗141
5.5.2樹木遮擋實驗143
5.5.3建筑物嚴重遮擋試驗147
 
第6章北斗短報文通信151
6.1短報文通信簡介153
6.1.1短報文通信流程153
6.1.2北斗報文通信服務類別154
6.2短報文編碼壓縮技術(shù)155
6.2.1短消息的概念155
6.2.2短消息的組成要素155
6.2.3短消息編碼156
6.2.4常見短消息結(jié)構(gòu)156
6.2.5ZLib壓縮技術(shù)157
6.3短報文系統(tǒng)開發(fā)和應用158
6.3.1北斗用戶終端功能158
6.3.2北斗用戶機軟件設計159
6.3.3基于北斗短報文的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)162
6.3.4短報文系統(tǒng)應用實驗結(jié)果163
 
第7章船舶導航與電子海圖167
7.1電子海圖169
7.1.1電子海圖的相關(guān)介紹169
7.1.2YimaEnc SDK169
7.2船舶監(jiān)控系統(tǒng)模塊設計174
7.2.1海圖管理設計175
7.2.2船舶動態(tài)顯示設計175
7.2.3船舶實時監(jiān)控設計177
 
第8章電子羅經(jīng)的設計與開發(fā)179
8.1引言181
8.2系統(tǒng)特點182
8.3關(guān)鍵技術(shù)183
8.3.1北斗衛(wèi)星電子羅經(jīng)儀技術(shù)183
8.3.2基于海洋漁業(yè)云平臺架構(gòu)技術(shù)184
 
第9章無人水質(zhì)監(jiān)測船的設計與開發(fā)187
9.1引言189
9.2系統(tǒng)總體設計190
9.2.1設計思路190
9.2.2設備組成190
9.3無人船移動端硬件設計191
9.3.1船體平臺設計191
9.3.2遠程控制系統(tǒng)設計193
9.3.3自主式系統(tǒng)設計195
9.3.4數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)設計197
9.4無人船移動端軟件設計200
9.4.1總體架構(gòu)200
9.4.2433MHz無線遙控軟件設計200
9.4.3抗干擾程序架構(gòu)201
9.5系統(tǒng)測試和實驗203
 
第10章北斗系統(tǒng)船舶定位與導航產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與前景展望207
10.1北斗系統(tǒng)的行業(yè)應用現(xiàn)狀209
10.2北斗系統(tǒng)定位導航技術(shù)展望209
10.2.1人工智能與定位導航技術(shù)210
10.2.2低軌衛(wèi)星的導航定位增強技術(shù)210
10.2.3面向大眾船舶自助式航行的位置補正信息服務211
10.2.4通導遙一體化服務211
 
縮略語表213