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第1章　GNSS原理概述及弱信号处理技术1

1.1 引言1

1.2　GPS系统的组成2

1.2.1　空间段2

1.2.2　控制段3

1.2.3　用户段3

1.3　用户定位、速度及时间测量的原理3

1.4　GPS信号结构5

1.5　GPS导航信息结构6

1.6　预相关信号处理7

1.6.1　频率下变频7

1.6.2　采样及量化8

1.7　捕获技术的回顾9

1.8　位同步及数据估计技术的回顾15

1.9　卫星信号跟踪的回顾18

1.9.1　传统GPS跟踪环18

1.9.2　卫星信号跟踪技术22

1.10　导航信息的译码27

1.11　现代化的GPS及Galileo全球导航卫星系统28

1.11.1 现代化的GPS28

1.11.2　Galileo欧洲卫星导航系统31

1.12　弱信号应用32

1.12.1 无线和室内的定位32

1.12.2　静止和高地球轨道卫星的轨道确定35

1.13　一些技术概念的回顾35

1.13.1 维特比算法35

1.13.2　估计技术36

1.13.3　卡尔曼滤波38

1.14　利用弱信号GNSS定位41

1.14.1 弱信号定位问题41

1.14.2　本书所开发的算法的评述42

参考文献43

第2章　信号模型49

2.1 引言49

2.2　接收信号49

2.3　码速率的多普勒效应50

2.4　本地信号52

2.5　捕获的信号模型52

2.6　精细捕获的信号模型53

2.7　跟踪的信号模型55

2.8　时钟噪声58

参考文献59

第3章　信号捕获60

3.1 引言60

3.2　算法1：多重数据位循环相关61

3.2.1 处理码长的多普勒效应63

3.2.2　处理未知位边沿位置64

3.2.3　处理未知数据位65

3.2.4　消除多普勒仓66

3.2.5　递增预检测积分时间68

3.2.6 多重数据位循环相关的实现69

3.2.7　确定最可靠的数据位组合73

3.2.8　CCMDB的计算量分析76

3.3　算法2：修改的二倍分组块补零77

3.3.1 多普勒效应的补偿77

3.3.2　处理未知数据位和位边沿80

3.3.3　MDBZP算法的实现80

3.3.4　计算量的分析86

3.4　存在强干扰的信号检测88

3.4.1 干扰能量小于所期望的信号能量89

3.4.2　干扰能量大于或等于所期望的信号能量90

3.5　高动态捕获91

3.5.1　捕获的多普勒速率效应91

3.5.2 高动态捕获算法94

3.6　检测概率和虚警概率96

3.6.1　总积分96

3.6.2　虚警概率98

3.6.3　无数据组合的Pf99

3.6.4　有数据组合的Pf102

3.6.5　检测概率107

3.6.6 门限计算114

3.6.7　信号检测的损失114

3.6.8　在存在强干扰情况下信号检测的Pd和Pf115

3.7　仿真及结论116

3.8　小结132

参考文献133

第4章　精细捕获和位同步及数据检测134

4.1 引言134

4.2　信号模型135

4.3　捕获、精细捕获和位同步模块之间的关系136

4.4　位同步和数据位检测算法138

4.4.1　求解最小值141

4.5　精细捕获的扩展状态VA算法143

4.6　高动态的精细捕获147

4.7　存在载波跟踪误差的位同步和导航信息检测150

4.7.1 EKF的VA算法150

4.7.2　扩展卡尔曼滤波模型152

4.7.3　EKF估计154

4.8　利用重复子帧158

4.9　计算量的分析160

4.10　仿真和结论164

4.11 小结175

参考文献176

第5章　码和载波跟踪及导航信息解析178

5.1　引言178

5.2　跟踪模块的相互关系179

5.3　码跟踪181

5.3.1 定时恢复和本地信号产生182

5.3.2　EKF算法的码跟踪186

5.3.3　一阶EKF算法的码跟踪194

5.3.4　二阶EKF算法195

5.3.5　二阶EKF算法的码跟踪197

5.4　载波跟踪199

5.4.1　EKF载波跟踪199

5.4.2　平方根EKF算法200

5.4.3　平方根EKF算法的载波跟踪201

5.4.4　二阶EKF算法的载波跟踪203

5.4.5　二阶平方根EKF的载波跟踪204

5.5　导航信息解析205

5.5.1　获得前导码205

5.5.2　识别子帧ID号206

5.5.3　重复子帧数据的译码209

5.6　最小化失锁时间211

5.6.1 自适应积分时间212

5.6.2 自适应超前（或滞后）码时延间隔214

5.6.3　载波参数的重初始化216

5.6.4　码时延的重捕获217

5.7 多普勒速率或多普勒频移随机突变的处理218

5.8　计算量的分析219

5.9　仿真和结论220

5.10　小结233

参考文献234

第6章　摘要和总结235

6.1　引言235

6.2　算法摘要235

6.3　捕获算法及其性能摘要237

6.3.1　捕获算法的功能237

6.3.2　捕获性能238

6.4　精细捕获和跟踪算法的摘要及其性能243

6.4.1 精细捕获和跟踪算法的功能243

6.4.2　跟踪性能244

6.5　新的民用L2C和L5 GPS信号249

参考文献250

缩略语252

符号表256

索引260

作者简介273