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本書內(nèi)容為作者近年來在衛(wèi)星導(dǎo)航兼容性領(lǐng)域的研究成果，深入地分析了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容性的基本原理、理論模型和算法，并附帶了作者用于信號數(shù)據(jù)分析的程序源代碼，是將理論研究和工程應(yīng)用相融合的研究性專著，希望本書的出版對我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容性設(shè)計(jì)，以及與其他GNSS系統(tǒng)的兼容性協(xié)調(diào)起到積極作用。

2 0 1 2年1 2月2 7日上午, 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) (BDS) 新聞發(fā)布會在國務(wù)院新聞辦公室
新聞發(fā)布廳召開, 宣布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成意
味著我國的科技實(shí)力在導(dǎo)航領(lǐng)域有新的突破和延伸, 這期間有杰出的科學(xué)家在前面探索開
拓研究, 培養(yǎng)了眾多科技人才。隨著諸多關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航的優(yōu)秀書籍陸續(xù)出版, 使很多從事
與衛(wèi)星有關(guān)工作的學(xué)者受益匪淺。作為受益者之一, 我們想盡一份力量, 結(jié)合自己的研究
成果, 并綜合國內(nèi)外的一些研究成果, 撰寫《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容原理及其仿真》一
書, 幫助關(guān)注兼容評估或互干擾分析的學(xué)者系統(tǒng)了解兼容理論和互干擾計(jì)算方法。
第1章將介紹全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容的研究背景、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容的定義, 以
及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀, 并指出現(xiàn)代化全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的性能指標(biāo)
不僅包括有效性、準(zhǔn)確性、完好性和連續(xù)性, 還應(yīng)該包括兼容性和互操作。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
一般由空間段、地面控制段和應(yīng)用段等三個(gè)部分組成。其中, 空間段主要由衛(wèi)星導(dǎo)航星座
等組成; 地面控制段主要包括全球地面控制段、全球地面任務(wù)段、全球域網(wǎng)、導(dǎo)航管理中
心、地面支持設(shè)施和地面管理機(jī)構(gòu)等; 應(yīng)用段主要包括區(qū)域性和本地性的系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)、
用戶接收機(jī)及其等同產(chǎn)品。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三個(gè)部分中, 空間段中的星座、頻率部署和
信號體制處于首要的位置, 直接影響著兼容結(jié)果。本書的第2章~第4章將圍繞星座、頻
率部署和信號體制來綜合分析目前的四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。第2章介紹目前已存在和在
建的四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) (GP S、 GLONAS S、 GAL I LEO 和 BDS) 在 L頻段上的頻率
部署情況, 不同衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)占用相同的頻段會造成相互干擾而出現(xiàn)兼容問題, 因系統(tǒng)內(nèi)
或系統(tǒng)間信號頻譜重疊, 將導(dǎo)致信號間不同程度的干擾。第3章主要介紹子載波調(diào)制方
式。導(dǎo)航信號的子載波調(diào)制方式顯著影響信號的功率譜密度包絡(luò), 如 BOC 調(diào)制方式, 其
分裂的譜結(jié)構(gòu)可以有效減小信號譜主瓣的重疊度, 有效提高信號的兼容性。第4章介紹
GP S、 GAL I LEO、 GLONAS S和 BDS的信號體制結(jié)構(gòu), GP S、 GAL I LEO 和 BDS都采用
CDMA 傳輸模式, 而 GLONAS S則采用 FDMA 傳輸模式。第5章介紹全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
干擾對捕獲、跟蹤與數(shù)據(jù)解調(diào)的影響, 簡單討論射頻前端帶寬、自動增益控制和 A /D 轉(zhuǎn)
換對干擾抑制的影響, 給出SN I R 分析模型, 以及等效載噪比和譜分離系數(shù)的推導(dǎo)過程。
第6章討論全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)干擾對碼跟蹤誤差的影響, 給出碼跟蹤誤差分析模型, 推導(dǎo)
相干和非相干超前減滯后碼跟蹤誤差、碼跟蹤譜靈敏度系數(shù), 總結(jié)白噪聲下的碼跟蹤誤差
前言
·Ⅵ·
和部分頻帶干擾下的碼跟蹤誤差。第7章就導(dǎo)航信號參數(shù)與功率譜密度的關(guān)系, 給出導(dǎo)航
信號功率譜密度的一般解析式, 推導(dǎo)偽碼序列、數(shù)據(jù)速率和碼片波形對信號功率譜的影
響, 最后討論預(yù)檢測積分時(shí)間對信號功率譜的影響, 并給出長碼的界定準(zhǔn)則。第8章將系
統(tǒng)總結(jié)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容評估理論, 給出評估模型及參數(shù)、星地鏈路損耗的計(jì)算模
型、評價(jià)指標(biāo)和兼容的理論評估方法。第9章基于前面的理論基礎(chǔ), 對 GP S、 GAL I LEO
和 BDS的系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾進(jìn)行仿真。第1 0章是本書內(nèi)容的擴(kuò)展, 主要討論全球
導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)互干擾抑制技術(shù), 互干擾抑制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展可減弱導(dǎo)航系統(tǒng)間的干擾,
提高系統(tǒng)間的兼容能力。第1 1章是認(rèn)知衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng), 主要討論全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容
帶來的優(yōu)勢與挑戰(zhàn), 以及認(rèn)知技術(shù)對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容帶來的機(jī)遇。為了方便讀者的
學(xué)習(xí)和討論, 本書的最后附錄為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)兼容的應(yīng)用程序源代碼。
本書相關(guān)研究成果得到了國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃 (6 8 1 1 3 4 0 9)、國家自然科
學(xué)基金面上項(xiàng)目 (6 1 5 6 3 0 0 4), 以及國家自然科學(xué)青年基金 (6 1 2 0 3 2 2 6) 的資助。
由于作者水平有限, 書中難免會出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處, 敬請讀者不吝指正。
作者
2 0 1 8年8月于北京

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