导航与通讯  031M4012H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:卢晓春,李孝辉,杨旭海,孙保琪,邹德财
授课时间: 星期一, 第9、10、11节
授课地点: 教1-317
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
授课时间: 星期三, 第5、6、7节
授课地点: 教1-315
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10
课程编号: 031M4012H 课时: 60 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:卢晓春,李孝辉,杨旭海,孙保琪,邹德财
英文名称: Navigation and Communication

教学目的、要求

介绍全球卫星导航系统的基本理论,是卫星导航领域的技术入门必修课程,内容涵盖导航发展、卫星导航、系统时间产生、信号处理、测定轨、组合导航等方面。目的是使学生全面、系统了解卫星导航基础知识,培养学生在卫星导航与通讯方面的基本研究能力,具备开展卫星导航与通讯专业研究的基础技能。

预修课程

普通物理、高等数学

教 材

(1)GPS原理与应用,Elliott D.Kaplan著,邱致和,王万义译,电子工业出版社,2002
(2)卫星导航系统时间基础,吴海涛,李孝辉,卢晓春等著,科学出版社,2011
(3)Pratap Misra, Per Enge (2006), Global Positioning System, Signals, Measurements, and Performance, Second Edition, Ganga-Jamuna Press.

主要内容

本课程的授课内容由五部分组成:
第一部分 全球卫星导航系统及兼容互操作(计划15学时):卢晓春主讲
第1讲 卫星导航系统基本原理(计划3学时)
教学重点:GNSS的时间系统与坐标系统、信号体制、接收处理技术、定位解算
教学难点:接收处理中的捕获跟踪解调技术
第2讲 卫星导航系统概述(计划3学时)
教学重点:GPS导航系统、GLONASS系统、GALILEO系统、北斗系统、其它卫星导航系统
教学难点:GPS导航系统技术发展与演变
第3讲 卫星导航星基增强系统(计划3学时)
教学重点:WASS、EGNOS、星基增强互操作。
教学难点:WASS基本原理和转发体制
第4讲 GNSS兼容互操作(计划3学时)
教学重点:兼容互操作定义与内涵、GNSS兼容互操作进展。
教学难点:信号体制互操作技术
第5讲 GNSS测试评估(计划3学时)
教学重点:GNSS测试评估技术与方法。
教学难点:导航信号测试评估
第二部分 导航与时间(计划9学时):李孝辉主讲
第6讲 时间对天文导航的作用(计划3学时)
教学重点:利用天文观测计时的月距法,利用钟表计时的钟表法。
教学难点:月距法的发展
第7讲 从天文导航到无线电导航(计划3学时)
教学重点:天文导航和无线电导航的区别,罗兰C导航,卫星导航,伪随机码测伪距,定位和授时。
教学难点:量子跃迁与观测方法
第8讲 无线电导航中的时间(计划3学时)
教学重点:无线电导航各部分时间作用,无线电导航中时间的统一,利用无线电导航进行时间传递的单向授时法、共视法、全视法。
教学难点:无线电导航系统中时间的统一
第三部分 参考系与轨道测量(计划12学时):杨旭海主讲
第9讲 天球参考系(计划3学时)
教学重点:岁差、章动,几种天球坐标系,国际天球参考系和国际天球参考架。
教学难点:参考架、参考系等基本概念
第10讲 地球参考系(计划3学时)
教学重点:国际地球参考系,极移和地球定向参数,地球和天球参考系变换,几种地球参考系。
教学难点:坐标系变换与计算
第11讲 开普勒定律与人造卫星轨道(计划3学时)
教学重点:开普勒定律,人造卫星的轨道椭圆,人造卫星的轨道类型和星下点轨迹。
教学难点:星下点轨迹计算
第12讲 轨道测量(计划3学时)
教学重点:转发测轨、激光测距、USB技术,GPS/BDS伪距测量,VLBI测量。
教学难点:伪码测距技术和载波相位测距技术
第四部分 全球卫星导航系统精密数据处理(计划12学时):孙保琪主讲
第13讲 GNSS定位导航授时原理(计划3学时)
教学重点:GNSS观测量与观测方程,定位导航授时原理,动态定位,静态定位,相对定位,绝对定位,标准单点定位,精密单点定位
教学难点:标准单点定位观测方程及参数估计方法
第14讲 精密定位导航授时方法(计划3学时)
教学重点:差分相对定位(非差、双差、三差)、GNSS共视授时、实时动态差分定位(RTK)、精密单点定位(PPP)、基于PPP的精密时间传递
教学难点:固定载波相位模糊度的PPP
第15讲 精密卫星轨道与卫星钟差确定(计划3学时)
教学重点:卫星定轨基本原理,GNSS精密定轨观测方程,广播星历与精密星历,IGS/iGMAS分析中心,精密星历与精密钟差处理流程,实时卫星钟差确定
教学难点:GNSS精密定轨观测方程
第16讲 GNSS精密数据处理软件(计划3学时)
教学重点:GNSS数据预处理及可视化,在线资源,RTKLIB软件,Bernese GNSS软件
教学难点:Bernese GNSS软件批处理使用
第五部分 室内无线导航定位技术(计划12学时):邹德财主讲
第17讲 室内无线导航定位技术简介(计划3学时)
教学重点:无线电导航定位系统发展历程、基本原理、室内条件下无线电导航定位技术。
教学难点:LORAN-C与GPS系统核心技术
第18讲 基于OFDM-UWB的室内精密导航定位技术(计划3学时)
教学重点:基于OFDM-UWB的室内精密导航定位技术体系、组成结构、基本原理、同步技术。
教学难点:符号定时同步与帧定时同步技术
第19讲 	基于TD-SCDMA的无线导航定位技术(计划3学时)
教学重点:基于TD-SCDMA的无线导航技术体系架构、多基站定位技术、单基站定位技术
教学难点:NLOS判别算法
第20讲 	新型室内导航定位技术发展动态及发展方向(计划3学时)
教学重点:国内外新型室内定位技术最新发展动态、室内导航定位技术发展趋势与发展方向。
教学难点:Locata系统技术特点与应用

参考文献