本書是全球及時本真正意義上介紹GNSS的書籍，描述了以GPS、格洛納斯和伽利略這三大系統為主要對象的GNSS的概況，詳盡探討了BPSK-R、BOC、MBOC/TMBOC/CBOC、AltBOC等多種信號調制技術和Interplex、CASM兩種復用調制方式，剖析了三大系統的衛星信號體制和導航電文，具體給出了三大系統的衛星在它們各自相應時空坐標系中的位置和速度的計算步驟，清晰地解釋了偽距、載波相位和多普勒頻率等GNSS測量值的定義及其各種測量誤差源，深刻、透徹地討論了單一GNSS、聯合GNSS和差分GNSS的定位算法，介紹了多個可用來定量評估不同衛星調制信號在碼跟蹤精度、互操作性、抗干擾、抗多徑等方面性能的參量和方法，歸納總結了現代化GNSS在星座和信號設計方面上所具有的一些優良特性和發展趨勢。本書理論分析清晰，實用性強，并且內容力求反映近些年來出現的GNSS技術與成果。
謝鋼，浙江紹興人。1995年本科畢業于清華大學電機工程系，隨后加入蘋果電腦公司，任軟件工程師。自1998起留學美國，并先后于1999年和2004年分別獲得波士頓大學電子與計算機工程碩士學位和斯坦福大學電子工程博士學位。在攻讀斯坦福大學博士學位期間，任斯坦福大學航空航天系GPS實驗室研究助理，研究方向為局域差分GPS。博士畢業后，一直在摩托羅拉、SiRF和CSR等多家高科技公司任博學高級工程師，專門從事對GPS/GNSS接收機的研究與開發工作。
第1章 緒論篇
1.1 GNSS
1.1.1 GNSS的定義
1.1.2 GNSS的系統構成
1.1.3 GNSS定位原理
1.1.4 GNSS接收機設計
1.1.5 GNSS性能指標
1.2 GPS
1.2.1 GPS概況
1.2.2 GPS空間星座部分
1.2.3 GPS地面監控部分
1.2.4 GPS服務與限制
1.3 GLONASS
1.3.1 GLONASS概況
1.3.2 GLONASS空間星座部分
1.3.3 GLONASS地面監控部分
1.3.4 GLONASS服務
1.4 Galileo系統
1.4.1 Galileo系統概況和系統構成
1.4.2 Galileo系統服務
1.5 其他GNSS概況
我國的北斗衛星導航系統
日本準天頂衛星系統
印度區域衛星導航系統
參考文獻
第2章 BPSK-R和BOC調制
2.1 數字通信系統基礎
2.1.1 擴頻調制
2.1.2 載波調制
2.2 BPSK-R調制
2.2.1 BPSK-R調制信號的功率譜密度
2.2.2 BPSK-R調制信號的自相關函數
2.3 BOC調制
2.3.1 BOC調制信號模型
2.3.2 BOC調制副載波的頻譜
2.3.3 BOC調制信號的功率譜密度
2.3.4 BOC調制信號的自相關函數計算
2.3.5 BOC調制信號的自相關函數特征
2.3.6 BOC調制的優缺點
參考文獻
第3章 MBOC、AltBOC和復用調制
3.1 MBOC調制
3.1.1 MBOC調制信號的定義
3.1.2 TMBOC調制
3.1.3 CBOC調制
3.2 AltBOC調制
3.2.1 單邊帶副載波
3.2.2 非恒包絡AltBOC調制
3.2.3 恒包絡AltBOC調制
3.3 復用調制
3.3.1 Interplex調制
3.3.2 CASM
參考文獻
第4章 GPS信號
4.1 概況
4.2 L1 C/A信號
4.2.1 C/A碼
4.2.2 NAV電文
4.3 L1/L2 P(Y)信號
4.4 L2C信號
4.4.1 L2 CM/CL碼
4.4.2 L2C的數據調制
4.5 L1/L2 M信號
4.6 L5C信號
4.6.1 L5 I5/Q5碼
4.6.2 L5C的數據調制
4.7 L1C信號
4.7.1 L1C偽碼
4.7.2 L1C覆蓋碼
4.7.3 L1C的數據調制
4.8 CNAV電文
4.8.1 CNAV電文的結構
4.8.2 第0類信息條
4.8.3 第10～11類信息條
4.8.4 第12類信息條
4.8.5 第13～14類信息條
4.8.6 第15類信息條
4.8.7 第30～37類信息條
4.8.8 信息條播發順序
4.8.9 CRC-24Q校驗
4.8.10 L2C與L5C上CNAV電文之間的差異
4.9 CNAV-2電文
4.9.1 CNAV-2電文的結構
4.9.2 BCH編碼
4.9.3 LDPC編碼
4.9.4 塊交織編碼
4.9.5 CNAV-2電文的內容
參考文獻
第5章 GLONASS信號
5.1 概況
5.2 偽碼
5.2.1 C/A碼
5.2.2 P碼
5.2.3 時間志
5.3 數據調制
5.4 導航電文
5.4.1 導航電文結構
5.4.2 導航電文內容
5.4.3 導航電文即時數據
5.4.4 導航電文非即時數據
5.4.5 數據校驗算法
5.4.6 解譯電文的實例分析
參考文獻
第6章 Galileo信號
6.1 概況
6.2 E1信號
6.3 E6信號
6.4 E5信號
6.5 階梯碼
6.5.1 階梯碼的構筑
6.5.2 主碼
6.5.3 副碼
6.6 F/NAV和I/NAV電文
6.6.1 F/NAV和I/NAV電文的共同結構特點
6.6.2 F/NAV電文的結構和內容
6.6.3 I/NAV電文的結構和內容
6.6.4 F/NAV和I/NAV電文的共同參數內容
參考文獻
第7章 GNSS時空坐標系和衛星軌道計算
7.1 時間坐標系
7.1.1 協調世界時和原子時
7.1.2 GPS時間
7.1.3 GLONASS時間
7.1.4 Galileo系統時間
7.2 空間坐標系
7.2.1 慣性坐標系
7.2.2 地心地固直角坐標系
7.2.3 大地坐標系
7.2.4 站心坐標系
7.2.5 GPS、Galileo和GLONASS的空間坐標系
7.2.6 WGS-84與PZ-90之間的坐標變換
7.3 GPS/Galileo衛星軌道計算
7.4 GLONASS衛星軌道計算
7.4.1 衛星運動方程
7.4.2 龍格-庫塔法
7.5 衛星位置的地球自轉校正
參考文獻
第8章 GNSS測量及其誤差
8.1 GNSS測量值
8.1.1 偽距測量值
8.1.2 多普勒頻移和載波相位測量值
8.1.3 GNSS測量值之間的比較
8.2 GNSS測量誤差
8.2.1 衛星時鐘誤差
8.2.2 衛星星歷誤差
8.2.3 電離層延時
8.2.4 對流層延時
8.2.5 多徑誤差
8.2.6 接收機噪聲
8.2.7 接收機器件群波延時及其信道間差異
8.3 差分GNSS原理及其測量
8.3.1 差分GNSS原理
8.3.2 GNSS單差偽距
8.3.3 GNSS雙差偽距
8.3.4 GNSS單差載波相位
8.3.5 GNSS雙差載波相位
參考文獻
第9章 GNSS定位及其精度
9.1 單個GNSS的定位算法
9.1.1 牛頓迭代及其線性化方法
9.1.2 最小二乘法
9.1.3 偽距定位原理
9.1.4 最小二乘法偽距定位算法
9.1.5 二維定位及其輔助方程
9.1.6 多普勒定速算法
9.1.7 免時定位算法
9.2 單個GNSS的定位精度分析
9.2.1 定位誤差的方差分析
9.2.2 精度衰減因子
9.2.3 衛星幾何分布
9.3 GNSS聯合定位
9.3.1 接收機鐘差模型
9.3.2 算法1：直接利用系統時間差異播發值校正測量值
9.3.3 算法2：在接收機端測定系統時間差異值
9.3.4 算法3：建立系統時間差異輔助方程
9.3.5 對算法和衛星幾何分布的一些討論
9.4 差分GNSS相對定位算法
9.4.1 單差偽距定位
9.4.2 雙差偽距定位
9.4.3 單差載波相位定位
9.4.4 雙差載波相位定位
參考文獻
第10章 總結篇
10.1 聯合GNSS的優勢與挑戰
10.2 GNSS信號性能的定量評估
10.2.1 GNSS接收機模型
10.2.2 均方根帶寬和等效矩形帶寬
10.2.3 譜分離系數和碼跟蹤譜靈敏度系數
10.2.4 等效載噪比和信干噪比
10.2.5 自相關函數和碼環跟蹤精度
10.2.6 抗多徑性能
10.3 GNSS設計及其發展趨勢
10.3.1 衛星星座布局
10.3.2 衛星星座自主導航
10.3.3 信號多址機制
10.3.4 頻率規劃
10.3.5 偽碼
10.3.6 信號波形
10.3.7 導頻信號
10.3.8 導航電文
10.3.9 時空坐標系
參考文獻
附錄A 縮寫詞中英對照
附錄B 單位制及其換算
附錄C 傅里葉變換
附錄D 隨機變量及其數字特征
附錄E 自相關函數和頻譜密度
