衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真

序
前言
第1章 緒論
1．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概述
1．1．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成及運(yùn)行原理
1．1．2 全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1．2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真需求分析
1．2．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)指標(biāo)論證需求
1．2．2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)估需求
1．3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真發(fā)展現(xiàn)狀
1．3．1 美國(guó)GPS系統(tǒng)建模與仿真發(fā)展現(xiàn)狀
1．3．2 歐洲Galileo系統(tǒng)建模與仿真現(xiàn)狀
1．3．3 中國(guó)北斗系統(tǒng)建模與仿真現(xiàn)狀
第2章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真基礎(chǔ)
2．1 衛(wèi)星導(dǎo)航基本原理
2．1．1 導(dǎo)航電文模型
2．1．2 衛(wèi)星空間位置計(jì)算
2．1．3 接收機(jī)偽距測(cè)量模型
2．1．4 接收機(jī)導(dǎo)航解算模型
2．2 系統(tǒng)建模與仿真理論基礎(chǔ)
2．2．1 系統(tǒng)建模與仿真的概念
2．2．2 系統(tǒng)建模與仿真的方法
2．2．3 面向?qū)嶓w仿真方法
2．2．4 系統(tǒng)建模與仿真的作用和意義
2．3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真的任務(wù)
2．3．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)體對(duì)象和類(lèi)抽象
2．3．2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建模與仿真總體任務(wù)劃分
第3章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)空系統(tǒng)模型
3．1 時(shí)間系統(tǒng)模型
3．1．1 世界時(shí)系統(tǒng)
3．1．2 協(xié)調(diào)世界時(shí)
3．1．3 衛(wèi)星導(dǎo)航時(shí)
3．1．4 力學(xué)時(shí)系統(tǒng)
3．1．5 時(shí)間系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換模型
3．1．6 時(shí)間標(biāo)示法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
3．2 坐標(biāo)系統(tǒng)模型
3．2．1 地球地固坐標(biāo)系統(tǒng)
3．2．2 地心慣性坐標(biāo)系統(tǒng)
3．2．3 站心坐標(biāo)系統(tǒng)
3．2．4 坐標(biāo)系統(tǒng)間轉(zhuǎn)換模型
3．2．5 坐標(biāo)表示方法及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
3．3 地球自轉(zhuǎn)模型
3．3．1 歲差模型
3．3．2 章動(dòng)模型
3．3．3 極移模型
3．4 國(guó)際參考框架
3．4．1 國(guó)際地球參考系ITRS及其參考框架ITRF
3．4．2 國(guó)際天球參考系ICRS及其參考框架ICRF
3．4．3 天球坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換
第4章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段模型
4．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段概述
4．2 衛(wèi)星導(dǎo)航星座構(gòu)型
4．2．1 均勻?qū)ΨQ(chēng)星座
4．2．2 混合非對(duì)稱(chēng)星座
4．3 導(dǎo)航衛(wèi)星軌道力學(xué)模型
4．3．1 二體問(wèn)題
4．3．2 地球非球形攝動(dòng)
4．3．3 第三體引力模型
4．3．4 太陽(yáng)光壓模型
4．3．5 其他模型
4．3．6 軌道攝動(dòng)力量級(jí)分析
4．3．7 軌道數(shù)值預(yù)報(bào)模型
4．3．8 軌道計(jì)算模型
4．4 導(dǎo)航衛(wèi)星姿態(tài)模型
4．4．1 導(dǎo)航衛(wèi)星姿態(tài)數(shù)學(xué)模型
4．4．2 導(dǎo)航衛(wèi)星姿態(tài)計(jì)算模型
4．5 星載原子鐘模型
4．5．1 星載原子鐘類(lèi)型
4．5．2 星載原子鐘數(shù)學(xué)模型
4．5．3 鐘差計(jì)算模型
4．5．4 相對(duì)論效應(yīng)模型
4．6 導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷模型
4．6．1 導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷
4．6．2 有效載荷的圖形化建模方法
4．7 星間鏈路與星座組網(wǎng)模型
4．7．1 GPS星間鏈路模型
4．7．2 Galileo星間鏈路模型
4．7．3 星間可見(jiàn)性模型
4．8 星載自主導(dǎo)航模型
4．8．1 星間觀(guān)測(cè)值模型
4．8．2 自主導(dǎo)航模型
第5章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)環(huán)境段模型
5．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)環(huán)境段概述
5．2 對(duì)流層模型
5．2．1 對(duì)流層天頂延遲數(shù)學(xué)模型
5．2．2 對(duì)流層延遲映射函數(shù)模型
5．2．3 對(duì)流層延遲模型特性分析
5．2．4 對(duì)流層計(jì)算模型
5．3 電離層模型
5．3．1 電離層TEC變化特性分析
5．3．2 全球電離層TEC數(shù)學(xué)模型
5．3．3 電離層延遲修正模型
5．3．4 電離層延遲映射函數(shù)模型
5．3．5 電離層計(jì)算模型
5．4 地面監(jiān)測(cè)站多路徑效應(yīng)模型
5．4．1 多路徑特性分析
5．4．2 多路徑效應(yīng)模型
5．4．3 多路徑效應(yīng)計(jì)算模型
第6章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面段模型
6．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地面段概述
6．1．1 主控站概述
6．1．2 注入站概述
6．1．3 監(jiān)測(cè)站概述
6．2 地面站觀(guān)測(cè)計(jì)算模型
6．2．1 地面可見(jiàn)性模型
6．2．2 偽距觀(guān)測(cè)值模型
6．2．3 載波相位觀(guān)測(cè)值模型
6．2．4 偽距變化率觀(guān)測(cè)值模型
6．2．5 星地時(shí)間同步觀(guān)測(cè)值模型
6．2．6 站間時(shí)間同步觀(guān)測(cè)值模型
6．2．7 激光測(cè)距觀(guān)測(cè)值模型
6．3 地面觀(guān)測(cè)誤差模型
6．3．1 系統(tǒng)誤差模型
6．3．2 隨機(jī)誤差模型
6．4 主控站信息處理模型
6．4．1 精密定軌模型
6．4．2 時(shí)間同步模型
6．4．3 電離層解算模型
6．4．4 上注導(dǎo)航電文生成模型
6．5 主控站計(jì)算模型
第7章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶(hù)段模型
7．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶(hù)段概述
7．2 用戶(hù)接收機(jī)載體模型
7．2．1 載體軌跡數(shù)學(xué)模型
7．2．2 載體姿態(tài)數(shù)學(xué)模型
7．2．3 載體動(dòng)態(tài)計(jì)算模型
7．3 用戶(hù)接收機(jī)模型
7．3．1 用戶(hù)接收機(jī)類(lèi)型
7．3．2 用戶(hù)接收機(jī)安裝
7．3．3 天線(xiàn)相位中心模型
7．4 用戶(hù)接收機(jī)導(dǎo)航解算模型
7．4．1 定位數(shù)學(xué)模型
7．4．2 定速數(shù)學(xué)模型
7．4．3 授時(shí)數(shù)學(xué)模型
7．4．4 接收機(jī)導(dǎo)航解算計(jì)算模型
7．5 衛(wèi)星導(dǎo)航高精度解算模型
7．5．1 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)高精度（RTK）解算模型
7．5．2 單點(diǎn)精密定位（PPP）解算模型
第8章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)模型有效性驗(yàn)證方法
8．1 模型一致性驗(yàn)證方法
8．1．1 一致性驗(yàn)證理論與方法簡(jiǎn)介
8．1．2 鐘差計(jì)算模型的有效性驗(yàn)證
8．2 理論值比對(duì)法
8．2．1 理論值比對(duì)法概述
8．2．2 軌道數(shù)值積分模型有效性驗(yàn)證
8．3 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)法
8．3．1 方法簡(jiǎn)介
8．3．2 基于IGS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的電離層模型有效性驗(yàn)證
8．3．3 基于IGS實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的地面站觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證
8．4 成熟軟件比對(duì)法
8．4．1 成熟軟件簡(jiǎn)介
8．4．2 基于STK／HPOP的軌道計(jì)算結(jié)果有效性驗(yàn)證
8．4．3 基于Bernese的空間環(huán)境計(jì)算模型有效性驗(yàn)證
8．5 數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證法
8．5．1 數(shù)據(jù)處理方法簡(jiǎn)介
8．5．2 基于星地聯(lián)合定軌的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證
8．5．3 基于Bemese單點(diǎn)定位的用戶(hù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性驗(yàn)證
第9章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面向?qū)ο蠓抡婺Ｐ蜆?biāo)準(zhǔn)規(guī)范
9．1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真模型描述方法
9．2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真模型規(guī)范
9．2．1 模型設(shè)計(jì)基本原則
9．2．2 模型組成要素
9．2．3 模型計(jì)算約束
9．2．4 模型開(kāi)發(fā)規(guī)范
9．3 基于UML的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)模型描述方法
第10章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面向?qū)ο蠓抡婺Ｐ驮O(shè)計(jì)
10．1 仿真模型設(shè)計(jì)概述
10．1．1 仿真模型分類(lèi)
10．1．2 模型間關(guān)系
10．2 仿真模型設(shè)計(jì)實(shí)例
10．2．1 空間段模型設(shè)計(jì)
10．2．2 地面段模型設(shè)計(jì)
10．2．3 用戶(hù)段模型設(shè)計(jì)
10．2．4 環(huán)境段模型設(shè)計(jì)
10．3 仿真模型集成
10．3．1 仿真模型集成設(shè)計(jì)
10．3．2 仿真模型集成框架
第11章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
11．1 仿真軟件運(yùn)行模式設(shè)計(jì)
11．1．1 實(shí)時(shí)運(yùn)行模式
11．1．2 超實(shí)時(shí)運(yùn)行模式
11．1．3 演示運(yùn)行模式
11．2 仿真軟件的模塊組成
11．2．1 仿真場(chǎng)景配置模塊
11．2．2 仿真進(jìn)程控制模塊
11．2．3 數(shù)據(jù)處理與分析模塊
11．2．4 導(dǎo)航仿真業(yè)務(wù)調(diào)度模塊
11．2．5 可視化輸出與監(jiān)控模塊
11．2．6 狀態(tài)消息報(bào)告模塊
11．2．7 系統(tǒng)輸入輸出模塊
11．2．8 系統(tǒng)應(yīng)用接口模塊
11．2．9 算法模型驗(yàn)證與評(píng)估模塊
11．3 仿真軟件的交互設(shè)計(jì)
11．3．1 模型
11．3．2 視圖
11．3．3 視圖模型
11．4 衛(wèi)星導(dǎo)航仿真軟件實(shí)現(xiàn)
11．4．1 仿真場(chǎng)景配置模塊實(shí)現(xiàn)
11．4．2 可視化與評(píng)估實(shí)現(xiàn)
11．4．3 系統(tǒng)輸入輸出實(shí)現(xiàn)
第12章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真軟件接口設(shè)計(jì)
12．1 輸入／輸出模塊設(shè)計(jì)
12．1．1 系統(tǒng)輸入
12．1．2 系統(tǒng)輸出
12．2 外部接口設(shè)計(jì)
12．2．1 與STK接口設(shè)計(jì)
12．2．2 與GoogleEarth接口設(shè)計(jì)
第13章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仿真軟件的應(yīng)用
13．1 在衛(wèi)星導(dǎo)航平行系統(tǒng)中的應(yīng)用
13．1．1 GNSS平行系統(tǒng)支持模型精化的計(jì)算實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
13．1．2 GNSS平行系統(tǒng)支持地面試驗(yàn)驗(yàn)證的計(jì)算實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
13．2 在地面操作人員培訓(xùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用
13．2．1 地面操作人員培訓(xùn)需求
13．2．2 基于平行系統(tǒng)的地面操作人員培訓(xùn)方法及流程
13．3 在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用
第14章 外部數(shù)據(jù)在衛(wèi)星導(dǎo)航仿真中的應(yīng)用
14．1 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)源與簡(jiǎn)介
14．1．1 IGS數(shù)據(jù)
14．1．2 CODE數(shù)據(jù)
14．2 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在衛(wèi)星導(dǎo)航仿真中的應(yīng)用
14．2．1 IGS精密星歷的應(yīng)用
14．2．2 IGS精密鐘差的應(yīng)用
14．2．3 IGS地面站觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用
14．2．4 CODE電離層延遲數(shù)據(jù)的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
附錄A 衛(wèi)星導(dǎo)航仿真軟件
附錄B IAU時(shí)空轉(zhuǎn)換工具包（SOFA）
附錄C 外部數(shù)據(jù)來(lái)源及格式說(shuō)明