北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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魯鬱著 著

圖書標籤:

• 北鬥
• GPS
• 雙模
• 軟件接收機
• 導航定位
• 信號處理
• 嵌入式係統
• 通信技術
• 雷達原理
• 電子工程

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121285257

商品編碼：25573423622

齣版時間：2016-04-01

北鬥/GPS雙模軟件接收機原理與實現技術 作  者:魯鬱 著 定  價:98 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2016年04月01日 頁  數:439 裝  幀:平裝 ISBN:9787121285257 ●第1章  定位、坐標係和時間標準1
●1.1  問題的提齣  2
●1.1.1  基本目的和基本定位係統  2
●1.1.2  時鍾問題  5
●1.1.3  一個改進的係統  6
●1.1.4  改進後係統的總結  10
●1.2  常用坐標係  11
●1.2.1  地心慣性坐標係  11
●1.2.2  測地坐標係  12
●1.2.3  ECEF坐標係  15
●1.2.4  ENU或NED坐標係  19
●1.2.5  運動本體坐標係  21
●1.3  時間係統  23
●1.3.1  太陽時和恒星時  23
●1.3.2  力學時  24
●1.3.3  原子時和協調世界時（UTC）  25
●1.3.4  GPS時（GPST）  26
●1.3.5  北鬥時（BDT）  28
●參考文獻  29
●第2章  GPS和北鬥衛星導航係統簡介  31
●部分目錄

內容簡介

本書專從電子工程和通信技術的角度詳細講解GPS和北鬥雙係統接收機的原理，在對GPS和北鬥係統的曆史演進進行介紹的同時，詳細講解瞭GPS和北鬥接收機內部從信號跟蹤與捕獲，到衛星位置速度計算、觀測量模型分析和定位導航解算的幾乎所有信號處理理論，同時也融進瞭作者在該領域多年的研發經驗和心得。全書在對理論知識進行詳細闡述的同時，緊密結閤理論知識點實現瞭一颱GPS和北鬥雙係統軟件接收機，給齣瞭該軟件接收機源代碼，該源代碼實現瞭本書講解的所有理論知識點，讀者可以在閱讀本書理論部分的同時運行相應程序，自行對運行結果進行理解和分析，同時也可以根據自身需求對源代碼進行修改，更快更好地理解GPS和北鬥雙係統接收機設計的理論，為進一步地深化學習打下堅實的基礎。 魯鬱 著 魯鬱，河南信陽人，1997年和2000年從北京大學電子學係獲得學士和碩士學位，2006年從美國加州大學Riverside分校獲得博士學位，在博士學習期間開始接觸GPS技術，參與瞭GPS軟件接收機開源項目，博士畢業後在美國矽榖創業公司從事GPS芯片的研發和設計。2009年歸國後，先後在中國科學院微電子研究所和展訊通信有限公司任職。魯鬱博士從2001年開始一直堅持在衛星導航領域從事技術開發和算法研究工作，參與或主持瞭多款衛星導航芯片和係統的設計，在衛星導航技術領域有深厚的積纍，近年來主要從事GPS/北鬥衛星導航技術工程化和産業化方麵的工作。

《智能終端多模定位技術與應用解析》 內容簡介： 本書深入剖析瞭當前智能終端領域中，多模定位技術的核心原理、關鍵技術以及實際應用。在信息爆炸、萬物互聯的時代背景下，精準、可靠的定位能力已成為智能終端不可或缺的核心功能，廣泛應用於導航、位置服務、物聯網、自動駕駛、室內外無縫對接等諸多前沿領域。本書旨在為讀者提供一個係統、全麵的技術視野，幫助理解和掌握多模定位技術的演進、實現機製及其未來發展趨勢。 第一章 智能終端定位技術概述 本章首先迴顧瞭定位技術的發展曆程，從早期的單模衛星導航係統（如GPS）的齣現，到多係統融閤的必然性，再到如今融閤多種定位手段的智能終端定位技術。重點闡述瞭智能終端定位的基本概念、關鍵性能指標（如精度、穩定性、可用性、功耗等）以及不同應用場景對定位技術的要求。隨後，對當前主流的定位技術進行瞭分類和概覽，包括： 衛星導航係統（GNSS）： 詳細介紹GPS、GLONASS、Galileo、北鬥等全球及區域導航衛星係統的基本架構、信號特點、定位原理（僞距定位、載波相位定位等）。 慣性導航係統（INS）： 闡述慣性測量單元（IMU）的組成（加速度計、陀螺儀）、工作原理及其在短時高精度定位中的作用，以及慣性導航的誤差積纍和融閤需求。 無綫局域網（WLAN）定位： 分析基於Wi-Fi信號的指紋識彆、時差測量（ToF/RTT）等定位方法，探討其在室內環境的應用優勢和局限性。 蜂窩網絡（Cellular）定位： 介紹基於基站三角測量、觀測時間差（OTDOA）等蜂窩網絡輔助定位技術，以及其在GNSS信號不可用時的作用。 藍牙（Bluetooth）信標（Beacon）定位： 講解低功耗藍牙信標在室內近距離定位中的應用，以及基於信號強度（RSSI）的測距和定位方法。 地磁定位： 探討利用地磁場的空間變化特徵進行室內定位的可能性和挑戰。 視覺定位（Visual Odometry/SLAM）： 介紹基於相機圖像序列估計自身運動（VO）和同時進行地圖構建與定位（SLAM）的技術，特彆是其在復雜室內環境和AR/VR領域的應用潛力。 本章最後強調瞭多模融閤定位的必要性，即通過整閤不同定位技術的優勢，彌補單一技術的不足，以實現更穩定、可靠、高精度的定位服務。 第二章 衛星導航係統（GNSS）核心技術與挑戰 本章將深入探討全球導航衛星係統（GNSS）的工作原理和關鍵技術。詳細介紹GNSS信號的組成，包括導航電文、測距碼等。重點講解僞距測量（Pseudorange Measurement）原理，即通過接收機測量信號從衛星傳播到接收機的傳播時間來計算距離，並結閤多顆衛星的距離信息進行三維定位。 在此基礎上，本書將詳細分析GNSS定位過程中麵臨的各種誤差源，包括： 衛星軌道誤差（Ephemeris Error）： 衛星星曆信息的偏差。 衛星鍾差（Satellite Clock Error）： 衛星原子鍾的誤差。 接收機鍾差（Receiver Clock Error）： 接收機本地時鍾的偏差。 大氣層延遲（Ionospheric and Tropospheric Delay）： 信號穿過電離層和對流層時産生的摺射和延遲。 多徑效應（Multipath Effect）： 信號經過反射後到達接收機，與直射信號疊加産生的誤差。 接收機噪聲（Receiver Noise）： 接收機內部電子元件産生的隨機噪聲。 針對這些誤差，本章將詳細介紹誤差抑製和改正的技術，包括： 差分GNSS（DGNSS）： 利用地麵基準站的測量結果來校正用戶的測量誤差，包括僞距差分（PDOP）和載波相位差分（RTK）。 實時動態差分（RTK）： 講解RTK技術如何利用載波相位觀測值實現厘米級乃至毫米級的定位精度，並分析其對基站、通信鏈路和接收機性能的要求。 組閤導航（INS/GNSS Aiding）： 討論如何將慣性導航係統（INS）與GNSS進行緊耦閤或鬆耦閤，利用INS提供高頻的姿態和速度信息，抑製GNSS的間歇性失鎖，並提高整體定位的平滑度和連續性。 信號增強技術： 例如SBAS（衛星基增強係統）、GBAS（地麵基增強係統）等，以及它們如何通過廣播差分改正信息來提高GNSS的精度和可用性。 本章還將分析GNSS在城市峽榖、室內等信號遮擋環境下的性能下降問題，並引齣下一章的融閤定位技術。 第三章 室內外無縫融閤定位的關鍵技術 本章的核心在於探討如何將多種定位技術有機結閤，實現室內外環境的無縫、連續、高精度定位。 傳感器融閤理論： 介紹卡爾曼濾波（Kalman Filter, KF）、擴展卡爾曼濾波（Extended Kalman Filter, EKF）、無跡卡爾曼濾波（Unscented Kalman Filter, UKF）以及粒子濾波（Particle Filter）等常用的狀態估計算法。詳細分析這些算法如何將來自不同傳感器（GNSS接收機、IMU、Wi-Fi模塊、藍牙模塊等）的測量數據進行有效融閤，以獲得更優的定位結果。 GNSS與INS的緊耦閤/鬆耦閤： 進一步深化第二章中關於INS/GNSS組閤導航的討論，分析緊耦閤（直接融閤原始僞距、載波相位等測量值）與鬆耦閤（融閤單點定位結果）的優缺點，以及在不同硬件配置下的實現策略。 Wi-Fi與GNSS融閤： 講解如何利用Wi-Fi指紋庫或RTT技術來彌補GNSS在室內信號缺失時的定位空白。分析Wi-Fi定位的特點（成本低、易部署）以及其與GNSS結閤時的位置選擇和權重分配問題。 藍牙信標與GNSS融閤： 探討低功耗藍牙信標在室內特定區域（如商場、機場）的高密度部署，結閤GNSS實現從室外導航到室內精準定位的平滑過渡。 其他傳感器融閤： 簡要介紹壓力傳感器（用於估算樓層）、氣壓計（用於輔助高度估計）、dometer（用於步態推算）等在室內定位中的輔助作用，以及它們如何與GNSS和Wi-Fi等融閤。 切換策略與權重優化： 討論在不同環境下，如何智能地根據各定位源的可用性和精度，動態調整融閤算法中的權重，確保整體定位性能的最優化。例如，在GNSS信號良好時，賦予GNSS較高的權重；在進入室內時，則逐步切換到Wi-Fi或藍牙主導的定位模式。 地圖匹配與慣性導航輔助： 講解如何利用預先構建的高精度地圖（道路、建築內部布局等）來約束和修正定位結果，提高定位精度和魯棒性。同時，深入分析慣性導航在GPS信號丟失後的慣性推算（Dead Reckoning）能力，以及如何通過地圖匹配來校正慣性推算纍積的誤差。 第四章 智能終端定位技術的軟硬件實現 本章將從工程實現的視角，探討智能終端多模定位技術所需的軟硬件基礎。 GNSS接收機硬件設計： 介紹GNSS接收機（如RTK模塊）的關鍵組成部分，包括低噪聲放大器（LNA）、混頻器、數字信號處理器（DSP）、原子鍾或晶體振蕩器等。討論不同GNSS芯片的性能特點，以及支持多頻多模（L1/L2/L5, GPS/GLONASS/Galileo/BDS）的芯片對提升定位精度的重要性。 IMU硬件選型與接口： 分析加速度計（MEMS）、陀螺儀、磁力計等IMU傳感器的技術指標（如零偏穩定性、角速度噪聲密度等），以及它們與主處理器的接口（如SPI、I2C）。 Wi-Fi和藍牙模塊： 介紹用於定位的Wi-Fi和藍牙模塊（如BLE Beacon），及其信號強度（RSSI）、時序（AoA/AoD）測量能力。 嵌入式係統與實時操作係統（RTOS）： 討論在嵌入式平颱上實現復雜融閤算法所需的計算能力，以及RTOS在保證多任務實時性、優先級調度方麵的作用。 定位算法的軟件實現： 詳細介紹如何將卡爾曼濾波、粒子濾波等算法移植到嵌入式設備上，優化算法的計算效率和內存占用。 數據預處理與校準： 講解傳感器數據的校準（如IMU的安裝誤差、溫度漂移校正）、濾波（如中值濾波、低通濾波）以及數據同步等預處理步驟。 功耗管理： 探討在移動設備上實現高精度定位時，如何有效管理各個硬件模塊的功耗，平衡性能與續航。包括動態調整采樣率、按需喚醒傳感器等策略。 定位服務接口與SDK： 介紹如何設計和實現供上層應用調用的定位服務接口（API）和軟件開發工具包（SDK），方便開發者集成定位功能。 第五章 智能終端定位技術的應用與發展趨勢 本章將聚焦智能終端多模定位技術的廣泛應用，並展望其未來的發展方嚮。 導航與地圖服務： 智能手機導航： 從室外地圖導航到室內商場、機場、大型場館的精準引導。 車聯網（V2X）： 結閤高精度GNSS、IMU和地圖數據，實現輔助駕駛和自動駕駛的定位感知。 位置服務（LBS）： 精準營銷： 基於用戶實時位置，推送個性化優惠信息和服務。 社交應用： 位置共享、附近的人、基於地理位置的遊戲等。 共享齣行： 網約車、共享單車、共享充電寶的調度與管理。 物聯網（IoT）： 資産追蹤： 對貴重物品、物流包裹進行實時定位和管理。 人員定位： 在醫院、養老院、工地等場景下，對人員進行安全監控和管理。 智慧城市： 智能交通、環境監測、公共安全等。 工業與專業應用： 室內導航與作業指引： 在工廠、倉庫、礦山等復雜室內環境中，為操作人員提供精準導航和作業指導。 建築測量與施工： 利用高精度定位技術進行工程測量和質量控製。 軍事與應急響應： 戰場態勢感知、災難搜救等。 新興技術與未來趨勢： 5G/6G與定位： 探討5G/6G網絡切片、基站密集化為定位精度帶來的提升潛力，以及毫米波、超寬帶（UWB）等技術在室內定位中的應用。 AI與定位融閤： 利用深度學習等AI技術，提升傳感器數據的感知、理解能力，實現更智能的定位和場景識彆。 量子導航： 展望量子技術在未來定位領域的潛在突破。 增強現實（AR）與虛擬現實（VR）： 高精度、低延遲的定位技術是AR/VR沉浸式體驗的關鍵支撐。 可信定位： 應對欺騙攻擊，保障定位信息的安全性和可靠性。 低功耗與長續航： 持續優化算法和硬件，實現更持久的定位服務。 本書通過對上述各章節內容的深入闡述，期望讀者能夠建立起對智能終端多模定位技術全麵而深刻的理解，並為相關領域的研發、設計和應用提供有益的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格樸實而不失嚴謹，作者善於運用清晰的圖示和邏輯化的敘述，將復雜的技術問題闡釋得淺顯易懂。即使是涉及一些高深的數學原理和算法細節，作者也能通過循序漸進的講解，引導讀者逐步理解。我尤其欣賞的是，書中並非照搬現有的技術規範，而是融入瞭作者自身在研發實踐中的一些獨到見解和經驗總結。比如，在討論接收機同步和時鍾恢復算法時，作者不僅僅列舉瞭傳統的方法，還分享瞭他在實際應用中遇到的挑戰以及如何通過創新性的算法來剋服這些睏難。書中關於北鬥三號新信號和GPS L5信號的介紹也十分及時，緊跟技術發展的最前沿。總的來說，這本書給我帶來的不僅僅是知識的增長，更是一種對技術探索的熱情和信心。它讓我看到瞭開源軟件接收機在GNSS領域巨大的潛力和應用前景，也激發瞭我進一步深入研究和實踐的動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引瞭我，深邃的藍色背景上，一顆顆閃耀的星辰仿佛匯聚成一顆巨大的北鬥七星，其中一顆星又巧妙地融入瞭GPS的標誌性衛星軌跡，這種視覺上的融閤，一下子就點明瞭本書的主題——北鬥與GPS的雙模融閤。我翻開第一頁，就被作者嚴謹的學術風格和清晰的邏輯結構所摺服。從GNSS（全球導航衛星係統）的基本原理講起，比如衛星軌道、信號結構、僞距測量等，這些基礎知識的鋪墊非常紮實，讓即使是初次接觸GNSS領域的讀者也能快速入門。接著，作者深入淺齣地剖析瞭北鬥和GPS各自的係統特點、信號體製以及接收機硬件架構，讓我對這兩種導航係統有瞭更全麵、更深入的認識。特彆是在接收機硬件部分，詳細介紹瞭天綫、低噪聲放大器、混頻器、ADC等關鍵組件的設計和選型，並結閤實際案例進行瞭分析，這對於我這樣對硬件實現感興趣的讀者來說，無疑是寶貴的參考。書中還穿葺瞭大量圖錶和公式，既增加瞭內容的專業性，又方便瞭理解。讀完硬件部分，我感覺自己仿佛已經走進瞭接收機的“內部”，對其工作流程有瞭清晰的脈絡。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值不僅僅在於對理論和算法的講解，更在於它對於“雙模”這一核心概念的獨特處理。作者並沒有將北鬥和GPS分開講解，而是從一開始就將它們置於融閤的視角下。書中詳細闡述瞭為什麼需要雙模接收機，雙模融閤能夠帶來哪些優勢，例如提高定位精度、增強可用性、剋服單係統信號遮擋等。在實現技術層麵，作者更是花瞭很大的力氣來探討如何有效地融閤來自不同係統的測量數據。我特彆關注瞭關於數據融閤算法的部分，比如如何處理不同係統測量結果的時間延遲和誤差差異，如何通過加權平均、卡爾曼濾波等方法，將來自北鬥和GPS的信息有機地結閤起來，最終輸齣更優的定位結果。書中還探討瞭不同融閤策略的優劣，以及如何根據實際應用場景選擇最閤適的融閤方案。這種“融會貫通”的處理方式，讓我看到瞭作者對於GNSS技術發展趨勢的深刻洞察，也讓我對未來雙模接收機的發展有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

作為一名從事相關技術研究多年的工程師，我一直希望能有一本書能係統地梳理北鬥和GPS雙模軟件接收機的實現技術，這本書恰恰滿足瞭我的需求。作者在書中對接收機性能評估和測試方法進行瞭深入探討，這一點常常被其他書籍所忽視。書中詳細介紹瞭如何對接收機的靈敏度、跟蹤精度、抗乾擾能力等關鍵性能指標進行科學的評估，並且給齣瞭相應的測試流程和數據處理方法。我尤其欣賞作者在抗乾擾章節的分析，探討瞭多種常見的乾擾類型，如窄帶乾擾、寬帶乾擾、欺騙乾擾等，並介紹瞭軟件接收機中可以采用的抗乾擾技術，如自適應濾波、信號增強等。此外，書中還對接收機的功耗優化、資源管理以及與上位係統的接口設計等方麵進行瞭討論，這些都是在實際工程項目中至關重要的問題。讀完這本書，我感覺自己在理論知識和工程實踐之間搭建瞭一座堅實的橋梁，對解決實際工作中遇到的問題充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚艷的地方在於它對軟件接收機算法的深度挖掘。作者沒有停留在理論層麵，而是花費瞭大量的篇幅來講解具體的實現技術，這一點對於想要進行實際開發的人來說，簡直是福音。從信號捕獲、跟蹤，到導航電文的解碼，再到位置解算，每一個環節都進行瞭細緻的論述。我尤其喜歡關於信號捕獲算法的章節，其中對比瞭各種經典算法的優缺點，並給齣瞭作者在實際應用中的優化思路，比如如何在高動態環境下快速有效地捕獲信號，如何降低硬件資源的消耗等。在導航電文解碼部分，書中不僅講解瞭北鬥和GPS的導航電文格式，還詳細闡述瞭如何從原始的數字信號中提取齣這些信息，並進行校驗和糾錯。而位置解算部分，則從單點定位、差分定位，到RTK（實時動態差分），逐層遞進，講解瞭各種定位算法的原理、數學模型以及在不同場景下的適用性。書中還提供瞭不少僞代碼和關鍵算法的實現邏輯，這大大降低瞭讀者進行軟件實現的門檻，讓我覺得這本書不隻是一本理論書，更是一本實操指南。