北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的定位技術(shù)及船舶導(dǎo)航應(yīng)用

第1章概述1
1.1引言3
1.1.1船舶導(dǎo)航的歷史3
1.1.2海圖的簡(jiǎn)介及發(fā)展?fàn)顩r5
1.1.3全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)7
1.1.4天空海一體化導(dǎo)航系統(tǒng)9
1.2全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定義和系統(tǒng)組成10
1.2.1全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定義10
1.2.2全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成11
1.3現(xiàn)有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)12
1.3.1美國(guó)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(guó)北斗系統(tǒng)18
1.3.5其他區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)21
1.4北斗系統(tǒng)的船舶導(dǎo)航應(yīng)用現(xiàn)狀24
 
第2章北斗系統(tǒng)簡(jiǎn)介29
2.1北斗系統(tǒng)的建設(shè)現(xiàn)狀31
2.2北斗系統(tǒng)的特點(diǎn)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(hào)33
2.2.3北斗系統(tǒng)短報(bào)文功能34
2.3北斗反射信號(hào)軟件接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35
2.3.1通用GNSS軟件接收機(jī)中信號(hào)捕獲處理相關(guān)算法36
2.3.2北斗反射信號(hào)軟件接收原理38
2.3.3北斗軟件接收機(jī)的實(shí)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(diǎn)定位技術(shù)49
3.1北斗系統(tǒng)測(cè)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(diǎn)定位54
3.2.1偽距觀測(cè)模型54
3.2.2單點(diǎn)定位原理55
3.2.3觀測(cè)誤差分析61
3.2.4北斗系統(tǒng)單點(diǎn)定位結(jié)果64
3.3北斗系統(tǒng)信號(hào)多徑誤差模型73
3.3.1數(shù)學(xué)模型73
3.3.2定位精度78
3.4組合單點(diǎn)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(diǎn)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(shí)驗(yàn)86
3.4.6障礙物環(huán)境實(shí)驗(yàn)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(jiǎn)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(zhǎng)基線載波差分定位111
4.4.3三頻中長(zhǎng)基線載波差分定位114
 
第5章廉價(jià)導(dǎo)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(cè)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(jià)導(dǎo)航模塊簡(jiǎn)介132
5.2.1Ublox系列模塊132
5.2.2ST系列模塊132
5.3零基線實(shí)驗(yàn)133
5.3.1零基線實(shí)驗(yàn)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(cè)噪聲134
5.3.4零基線實(shí)驗(yàn)定位結(jié)果135
5.4靜態(tài)對(duì)比實(shí)驗(yàn)137
5.4.1靜態(tài)實(shí)驗(yàn)環(huán)境137
5.4.2靜態(tài)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果137
5.5動(dòng)態(tài)試驗(yàn)140
5.5.1操場(chǎng)試驗(yàn)141
5.5.2樹木遮擋實(shí)驗(yàn)143
5.5.3建筑物嚴(yán)重遮擋試驗(yàn)147
 
第6章北斗短報(bào)文通信151
6.1短報(bào)文通信簡(jiǎn)介153
6.1.1短報(bào)文通信流程153
6.1.2北斗報(bào)文通信服務(wù)類別154
6.2短報(bào)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(bào)文系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用158
6.3.1北斗用戶終端功能158
6.3.2北斗用戶機(jī)軟件設(shè)計(jì)159
6.3.3基于北斗短報(bào)文的水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)162
6.3.4短報(bào)文系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果163
 
第7章船舶導(dǎo)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(shè)計(jì)174
7.2.1海圖管理設(shè)計(jì)175
7.2.2船舶動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)175
7.2.3船舶實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)計(jì)177
 
第8章電子羅經(jīng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)179
8.1引言181
8.2系統(tǒng)特點(diǎn)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(tái)架構(gòu)技術(shù)184
 
第9章無人水質(zhì)監(jiān)測(cè)船的設(shè)計(jì)與開發(fā)187
9.1引言189
9.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)190
9.2.1設(shè)計(jì)思路190
9.2.2設(shè)備組成190
9.3無人船移動(dòng)端硬件設(shè)計(jì)191
9.3.1船體平臺(tái)設(shè)計(jì)191
9.3.2遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)193
9.3.3自主式系統(tǒng)設(shè)計(jì)195
9.3.4數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)197
9.4無人船移動(dòng)端軟件設(shè)計(jì)200
9.4.1總體架構(gòu)200
9.4.2433MHz無線遙控軟件設(shè)計(jì)200
9.4.3抗干擾程序架構(gòu)201
9.5系統(tǒng)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)203
 
第10章北斗系統(tǒng)船舶定位與導(dǎo)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(yīng)用現(xiàn)狀209
10.2北斗系統(tǒng)定位導(dǎo)航技術(shù)展望209
10.2.1人工智能與定位導(dǎo)航技術(shù)210
10.2.2低軌衛(wèi)星的導(dǎo)航定位增強(qiáng)技術(shù)210
10.2.3面向大眾船舶自助式航行的位置補(bǔ)正信息服務(wù)211
10.2.4通導(dǎo)遙一體化服務(wù)211
 
縮略語(yǔ)表213