衛星導航技術是當代應用最廣泛的導航技術，集中體現了人類在飛行器設計、通信與信息系統、電磁場與微波工程、信號與信息處理、精密測量、導航制導與控制、物理電子學等自然科學和工程技術領域的先進成果。
本書站在衛星導航系統工程的角度，重點從衛星導航系統的空間服務這一角度進行闡述，特別是導航衛星的時頻系統、上行接收和下行信號播發、星間鏈路等方面。此外，本書還介紹了星基增強技術和地基增強技術，結合最新發展趨勢介紹了綜合PNT體系和衛星導航技術的發展及展望。與目前現有書籍著重于介紹原理、信號設計或者應用等方面相比，本書具有顯著的星地一體化特色。
本書可以作為衛星導航系統設計相關工程技術人員和科技工作者的技術手冊，也可以作為本科高年級學生和研究生的教材參考書。
1.展現了我國空間科學技術的眾多原創性科研成果。
2.反映“互聯網+”與航天技術的融合發展。
3.體現我國空間探索和空間應用的科技創新能力。
4.叢書由葉培建院士領銜，孫家棟、閔桂榮、王希季三位院士聯袂推薦。
5.力圖為研究和設計的人員提供新的設計思路和方法。
謝軍，研究員，畢業于國防科學技術大學，我國空間電子信息領域專家，衛星導航技術領軍人物之一，現任中國空間技術研究院科技委常委。長期從事衛星導航系統、導航載荷、空間微波技術等方面研究工作，現任北斗工程副總設計師、衛星總設計師。獲國家科技進步特等獎1項、軍隊和部級科技進步一等獎3項、三等獎2項，授權發明專利11項。
王海紅，高級工程師，畢業于南京大學，現任中國空間技術研究院導航衛星自主運行分系統副主任設計師。長期從事航天器軌道力學、衛星導航系統自主運行等方面的研究工作。獲教育部科學技術進步獎二等獎1項、軍隊科技進步二等獎1項、全國創新爭先獎牌，授權發明專利5項。
李鵬，高級工程師，畢業于清華大學，現任中國空間技術研究院總體部軍民融合與國際化業務部項目技術經理，北斗衛星有效載荷副主任設計師，長期從事導航系統論證、導航系統地面驗證、導航衛星有效載荷設計等方面的研究工作。獲軍隊科技進步二等獎1項，授權發明專利5項。
蒙艷松，研究員，畢業于中國空間技術研究院西安分院，現任中國空間技術研究院西安分院科技委委員、導航所所長，北斗全球系統試驗衛星總師助理、星間鏈路系統技術負責人。長期從事衛星導航、星間鏈路技術領域研究工作，在國內外SCI、EI檢索主要期刊和重要學術會議上發表論文10余篇，授權發明專利13項。
第 1章概論001
1.1導航技術的發展003
1.2衛星導航功能與作用009
1.2.1服務功能009
1.2.2基本作用010
1.3衛星導航系統工作體制012
1.3.1測量體制012
1.3.2定位體制017
1.3.3多址體制019
1.4衛星導航應用023
1.4.1交通運輸定位導航23
1.4.2測繪領域精密定位24
1.4.3電力通信系統授時25
1.4.4武器系統精確打擊26
1.4.5精準農業精確定位26
1.4.6休閑娛樂個人運用27
1.4.7智慧城市及物聯網28
第 2章國內外衛星導航系統29
2.1全球衛星導航系統32
2.1.1美國GPS系統32
2.1.2俄羅斯GLONASS系統37
2.1.3歐盟Galileo系統42
2.2區域衛星導航系統46
2.2.1日本QZSS系統46
2.2.2印度IRNSS系統49
2.3增強系統51
2.3.1差分增強技術52
2.3.2天基增強系統55
2.3.3地基增強系統62
2.4北斗衛星導航系統64
2.4.1北斗一號衛星導航系統65
2.4.2北斗二號衛星導航系統67
2.4.3北斗三號衛星導航系統74
2.4.4北斗三號導航衛星78
2.4.5北斗地基增強系統82
第3章衛星導航系統基本知識87
3.1導航定位和授時原理89
3.2距離測量92
3.3時間系統95
3.3.1國際原子時96
3.3.2協調世界時96
3.3.3衛星導航的時間系統97
3.4空間坐標系99
3.4.1坐標系概述99
3.4.2地固坐標系101
3.4.3地心天球坐標系104
3.4.4坐標系之間的轉換105
3.5導航衛星的時間和坐標107
3.5.1衛星本地時間與系統時間的偏差107
3.5.2人造地球衛星軌道測定概述108
3.5.3導航衛星精密定軌與時間同步111
3.5.4導航衛星廣播星歷參數114
3.6衛星導航系統組成121
3.6.1地面控制系統122
3.6.2空間衛星系統124
3.6.3用戶終端126
3.7系統指標體系和服務精度129
3.7.1服務可靠性指標體系130
3.7.2導航定位授時服務精度133
3.7.3GPS系統服務指標定義143
3.7.4北斗系統服務指標定義144
第4章衛星導航時頻系統145
4.1時頻系統概述147
4.1.1時頻系統組成及功能147
4.1.2系統時間產生與溯源149
4.1.3時間傳遞153
4.1.4時頻系統監測與預報155
4.2星載時頻系統161
4.2.1星載時頻系統組成與功能161
4.2.2國外衛星導航星載時頻系統163
4.2.3北斗星載時頻系統167
4.2.4星載時頻系統發展趨勢176
4.3原子鐘技術179
4.3.1原子鐘的發展179
4.3.2原子鐘原理183
4.3.3原子鐘類型190
4.3.4星載原子鐘技術192
4.3.5新型原子鐘技術201
第5章衛星導航上行鏈路技術213
5.1衛星導航上行鏈路功能215
5.2衛星導航上行鏈路設計217
5.2.1GPS、 Galileo上行鏈路設計218
5.2.2北斗上行鏈路設計219
5.2.3北斗上行鏈路頻率選擇219
5.2.4北斗上行鏈路信號體制219
5.2.5北斗上行鏈路載荷設計220
5.3衛星導航星地時間同步技術223
5.3.1星地時間同步技術224
5.3.2GPS星地時間同步技術229
5.3.3北斗星地時間同步技術229
5.4衛星接收與測距技術231
5.4.1上行注入信號接收技術231
5.4.2上行注入信號精密測量與零值監測技術261
5.5上行注入信號抗干擾技術271
5.5.1上行注入信號的干擾類型271
5.5.2上行注入信號的干擾影響分析272
5.5.3上行注入信號射頻通道抗干擾設計274
5.5.4上行注入信號的窄帶干擾抑制技術276
5.5.5上行注入信號的脈沖干擾抑制技術279
5.5.6上行注入信號干擾抑制技術展望279
5.6上行信息類型282
5.6.1通用導航注入信息的采集283
5.6.2通用導航信息注入類別283
5.6.3導航信息上注策略和啟用286
第6章衛星導航下行鏈路技術289
6.1衛星導航下行鏈路概述291
6.2下行信號體制設計293
6.2.1下行導航信號體制的發展293
6.2.2頻段選擇302
6.2.3偽碼設計307
6.2.4信息速率與編碼315
6.2.5調制方式318
6.2.6恒包絡復用方式329
6.2.7下行信號兼容性設計343
6.3導航下行信號電文設計348
6.3.1GNSS導航電文發展歷程349
6.3.2基于固定幀結構的導航電文設計350
6.3.3基于數據塊的導航電文設計359
6.3.4其他改進的導航電文設計365
6.4導航下行信號播發技術369
6.4.1導航信號生成載荷370
6.4.2通道非理想特性377
6.4.3預失真技術384
6.4.4天線對導航信號的影響388
6.5導航信號功率增強技術390
第7章導航信號質量評估分析393
7.1導航信號質量影響要素建模395
7.1.1導航衛星導航信號的影響要素395
7.1.2功率放大器的模型397
7.1.3濾波器的模型399
7.2導航信號質量影響要素分析400
7.2.1帶限的影響400
7.2.2幅度波紋402
7.2.3幅度線性變化405
7.2.4相位波紋409
7.2.5相位二次變化411
7.2.6相位三次變化415
7.2.7信號雜散泄漏419
7.2.8復合恒包絡調制的非線性失真421
7.3導航信號質量評估425
7.3.1頻域的信號質量評估425
7.3.2時域的信號質量評估428
7.3.3調制域的信號質量評估434
7.3.4相關域的信號質量評估439
7.3.5測量域的信號質量評估445
第8章衛星導航星間鏈路技術451
8.1衛星導航星間鏈路概述453
8.1.1星間鏈路的發展453
8.1.2衛星導航星間鏈路的應用需求455
8.1.3星間鏈路功能組成457
8.2星間鏈路頻率選擇與信號體制459
8.2.1頻率選擇459
8.2.2星間鏈路信號體制462
8.3星間網絡拓撲與路由465
8.3.1星間拓撲與路由設計約束465
8.3.2星間測量幾何特性分析466
8.3.3數傳建鏈特性分析468
8.3.4典型網絡拓撲路由設計469
8.4星間鏈路建鏈技術473
8.4.1建鏈方式473
8.4.2天線波束指向474
8.4.3信號捕獲跟蹤475
8.5星間鏈路測距技術477
8.5.1星間測距原理477
8.5.2星間測距精度478
8.6星間網絡協議技術480
8.6.1空間數據系統咨詢委員會（CCSDS）協議480
8.6.2星間協議設計480
8.6.3星間傳輸策略481
8.7星間鏈路運行管理485
8.8北斗衛星星間鏈路488
8.8.1星座與衛星配置488
8.8.2星間鏈路應用489
8.8.3應用展望489
第9章衛星導航信息管理技術491
9.1衛星導航信息概述493
9.1.1空間段與地面段信息內容493
9.1.2空間段衛星內部信息內容494
9.1.3地面段內部信息內容495
9.1.4通道交互支持信息內容495
9.2衛星信息傳輸通道及信息分類496
9.2.1衛星信息傳輸通道496
9.2.2衛星信息類別劃分497
9.3衛星內信息管理及系統架構技術500
9.3.1概念及定義500
9.3.2信息管理技術要素分析500
9.3.3信息系統架構503
9.4衛星信息管理策略及評估技術512
9.4.1信息流時序512
9.4.2信息易用性管理513
9.4.3信息綜合管理應用515
9.4.4信息流功能與性能評價516
9.5星內電文管理技術518
9.5.1星內電文信息分類518
9.5.2電文接收處理519
9.5.3電文格式編排519
9.5.4星內電文管理要點521
第 10章導航衛星自主運行技術523
10.1衛星自主導航技術525
10.1.1自主導航概述525
10.1.2自主導航原理527
10.1.3自主導航設計533
10.1.4自主導航精度分析與仿真驗證545
10.2導航衛星自主健康管理547
10.2.1自主健康管理的概念547
10.2.2自主健康管理目標和工作流程548
10.2.3自主健康管理工作架構549
10.2.4故障診斷算法551
10.2.5修復和重構方法554
10.2.6北斗導航衛星平臺自主健康管理555
10.3導航衛星自主完好性監測562
10.3.1完好性監測需求562
10.3.2完好性監測技術體系564
10.3.3導航衛星完好性異常事件分析565
10.3.4自主完好性監測原理與方法567
10.3.5衛星慢變故障監測573
第 11章PNT體系和衛星導航技術發展575
11.1PNT體系的現狀及發展577
11.1.1PNT體系基本概念577
11.1.2美國國家綜合PNT體系發展579
11.1.3我國國家綜合PNT體系發展及展望583
11.2衛星導航技術的發展及展望590
11.2.1衛星導航系統發展趨勢590
11.2.2我國衛星導航系統發展構想593
11.3衛星導航技術發展構想594
11.3.1新型導航信號體制594
11.3.2空間冷原子鐘技術595
11.3.3中高軌及深空衛星導航技術595
11.3.4高度自主的導航星座長期運行技術596
11.3.5先進星間鏈路技術597
11.3.6X射線脈沖星導航應用技術597
11.3.7低軌衛星導航增強技術600
11.3.8多源信息融合技術601
11.3.9導航衛星自主健康管理技術602
參考文獻604
縮略語619
索引630
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