GNSS反射信号处理基础与实践

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页数:211
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出版时间:2012-5
价格:59.00元
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isbn号码:9787121167522
丛书系列:数字中国丛书
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  • GNSS
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  • 信号处理
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  • 大气科学
  • 数据处理
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  • 实践应用
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具体描述

《GNSS反射信号处理基础与实践》在介绍GNSS(全球导航卫星系统)基本理论和应用的基础上,结合GNSS导航卫星直射信号接收处理技术,对GNSS反射信号的理论和方法进行了全面、系统、深入的阐述,其内容涉及GNSS反射信号的电磁波理论、反射信号接收处理方法、反射信号接收机的软硬件设计,以及GNSS反射信号在海面风场探测、有效波高测量、土壤湿度测量、移动目标探测和表面成像等方面的应用,并给出了GNSS反射信号针对海面测风、海面测高的应用模型和实际测试结果。 《GNSS反射信号处理基础与实践》融入了作者多项国家级研究项目的成果,反映了国内外相关领域研究的最新进展,初步形成了较为完整的GNSS反射信号接收处理理论和方法体系。

好的,这里为您提供一份围绕“GNSS反射信号处理基础与实践”这一主题,但不包含该书具体内容的详细图书简介。这份简介侧重于该领域的前沿挑战、核心技术、应用前景以及对读者的要求,旨在勾勒出一个更宏观的技术图景。 --- 现代定位、导航与授时(PNT)技术前沿:环境感知、信号增强与自主系统集成 内容概述 本书聚焦于全球导航卫星系统(GNSS)技术在复杂环境下的应用瓶颈与突破性研究,旨在为从业人员、高级研究人员以及对下一代PNT系统感兴趣的读者,提供一个全面、深入的技术视野。我们跳脱出单一的信号接收与处理范畴,转而探讨如何利用和优化GNSS信号的环境交互特性,结合多源异构数据融合,构建高鲁棒性、高精度的自主导航与定位解决方案。 本书深入剖析了在城市峡谷、室内、水下、电磁干扰区域等非视距(Non-Line-of-Sight, NLOS)和信号受限场景下,传统GNSS定位的局限性。重点讨论了如何通过先进的信号增强技术、新型观测量的提取,以及与惯性导航系统(INS)、视觉、激光雷达等技术的深度融合,实现PNT性能的革命性提升。全书结构旨在构建一个从底层物理信号特征认知,到中层算法设计,再到高层系统集成与应用落地的完整知识体系。 核心章节与前沿主题 第一部分:复杂环境下的信号特性认知与建模 本部分着重于理解和量化GNSS信号在非理想传播环境中的畸变。 1. 传播介质对信号的影响机理分析: 深入探讨电离层、对流层延迟的非线性误差模型,以及多路径效应(尤其是在城市环境中)对信号相位和码相位的系统性影响。分析瑞利散射、莱斯衰落等信道特性对接收机跟踪环路稳定性的挑战。 2. 新型观测量的挖掘与特征工程: 超越传统的伪距和载波相位观测值,本书详细介绍对信号幅度、信噪比(SNR)瞬态变化、以及循环移位谱(Circular Spectrum)等高阶统计特征的提取方法。这些特征是区分直接信号(LOS)和反射信号(NLOS)的关键物理指征,是实现鲁棒性的第一步。 3. 信号质量评估与健康监测: 建立多维度的GNSS信号质量评估指标体系,包括对接收机内部环路锁定状态的实时监测。重点研究基于机器学习的异常信号识别算法,用于自动剔除或修正受污染的观测数据,确保系统对环境变化的快速适应能力。 第二部分:高鲁棒性PNT的融合架构与算法设计 本部分是本书的核心,探讨如何构建一个能够有效应对环境挑战的集成导航系统。 1. 紧耦合与松耦合融合的深度优化: 详细对比和分析不同融合架构的优缺点。对于紧耦合系统,重点讨论如何将非传统观测值(如信号质量指标、NLOS指示器)有效地嵌入到扩展卡尔曼滤波(EKF)或无迹卡尔曼滤波(UKF)的状态向量中,实现观测级别的深度协同。 2. 基于优化的多源数据对齐与同步: 精确的时间同步是多传感器融合的基础。本书详细介绍了基于高精度时钟参考的时钟偏差估计方法,以及如何应对不同传感器(如高频INS数据与低频GNSS数据)之间的异步采样问题,采用插值与重构技术保证数据的一致性。 3. 惯性导航系统(INS)的性能补偿与误差建模: 深入研究INS在长时间工作或导航中断期间的误差累积机理。讨论如何利用先进的误差补偿技术,例如基于磁力计的航向辅助对准、以及利用环境特征(如地貌、建筑物轮廓)进行松耦合的地理匹配辅助导航(Terrain/Feature Aided Navigation),以延长GNSS信号缺失时的自主导航时间。 第三部分:面向未来的PNT应用与系统集成 本部分将理论研究导向实际工程应用,探讨高精度定位在关键行业中的落地挑战。 1. 厘米级定位的实现与误差预算: 系统性分析实现厘米级甚至毫米级定位所必需的条件,包括实时动态载波相位差分(RTK)和精密单点定位(PPP)技术的最新进展。详细讲解了基线估计、数据链可靠性、以及改正数产品生成与分发中的工程挑战。 2. 自主系统中的决策制定与不确定性量化: 在自动驾驶、无人机集群等场景中,PNT信息是决策的基础。本书讨论了如何将PNT的定位精度和可靠性转化为不确定性椭球,并将其作为输入传递给上层任务规划模块。重点探讨在GNSS质量下降时,系统如何根据风险阈值自动切换到备用导航模式(如视觉里程计或激光雷达SLAM)。 3. 抗干扰与抗欺骗技术的防御策略: 鉴于对GNSS信号的恶意干扰和欺骗日益增多,本书探讨了信号层面的检测与抑制技术,如自适应波束形成(Adaptive Beamforming)和多天线阵列处理。同时,也研究了数据层面的验证机制,例如利用地理空间信息验证接收到的卫星位置是否合理,以抵御欺骗攻击。 目标读者 本书面向的对象是已经掌握了数字信号处理基础、导航原理基础以及GNSS基本工作原理的工程师和科研人员。它尤其适合于: 从事高精度定位、无人系统、机器人导航领域的研发人员。 希望从传统GNSS接收机设计转向环境感知与多源融合研究的研究生和博士生。 负责航空、航海、测绘等领域PNT系统可靠性提升的技术管理者。 通过本书的学习,读者将能够深刻理解当前PNT技术面临的瓶颈,掌握从信号层到系统层面的先进解决方案,从而能够设计和实施更具鲁棒性和自主性的导航定位系统。

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读后感

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用户评价

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我一直对GNSS在城市环境下的定位精度问题颇感头疼。在城市峡谷中,高楼林立,卫星信号常常被遮挡,而且会出现严重的信号反射,导致多径效应非常明显,即使是使用高精度的GNSS接收机,定位结果的抖动和漂移也相当严重。因此,当我看到《GNSS反射信号处理基础与实践》这本书的书名时,我立刻被它所吸引。我非常期待这本书能够深入探讨城市环境中GNSS信号的传播特性,特别是各种建筑物的反射特性对信号的影响。书中是否会详细分析不同材质(如玻璃幕墙、水泥墙面、金属表面)的反射系数和反射方式?它是否会提供一些建模方法,来预测信号在城市环境中的反射路径和强度?更重要的是,我非常关注书中关于“反射信号处理”的具体技术。这是否意味着书中会介绍一些能够有效地从混合信号中分离出直达信号和反射信号的方法?例如,是否会讨论一些先进的接收机算法,如多径抑制技术、多径补偿技术,或者甚至是如何利用这些反射信号来辅助定位?我对书中提及的“实践”部分尤其期待,希望它能提供一些实际的城市环境测量案例,并展示如何应用书中介绍的技术来提高城市GNSS的定位性能。如果这本书能够为解决城市GNSS的难题提供切实可行的理论指导和实践方案,那将是非常宝贵的。

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翻开这本书,我最先关注的是它对GNSS系统本身的一个基础性的阐述。我始终认为,无论多么前沿的技术,都离不开其最根本的原理支撑。因此,我非常期待这本书能够清晰地讲解GNSS卫星的轨道信息、信号编码方式、以及用户端如何接收和处理这些信号。特别是关于信号的调制解调、导航电文的解析,这些都是用户端能否成功获取卫星信息的基础。我之前接触过一些关于GNSS的入门资料,但总觉得不够深入,尤其是对不同GNSS系统在信号结构、频率规划、导航电文内容等方面存在的差异,了解得不够系统。我希望这本书能在这方面有所突破,能够提供一个清晰的比对和梳理,帮助我更好地理解不同系统的特点和优势。此外,对于信号的传播过程,我特别关心书中是否会涉及到大气延迟、电离层延迟等对信号精度的影响,以及如何通过模型或者差分技术来削弱这些误差。在我看来,对这些误差来源和修正方法的理解,是提升GNSS定位精度的关键。而“反射信号处理”这个主题,在我看来,正是GNSS技术在复杂环境下应对这些挑战的一种重要手段,所以,如果书中能先对GNSS本身进行一个扎实的基础介绍,再引入反射信号的处理,那无疑会是一个非常好的循序渐进的学习过程。我希望它能让我对GNSS这个庞大的体系有一个更加全面和深刻的认知,为后续更深入的学习打下坚实的基础。

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我之所以对《GNSS反射信号处理基础与实践》这本书产生浓厚的兴趣,很大程度上源于我对GNSS信号本身在复杂传播环境下的行为的好奇。我们都知道,GNSS卫星发出的信号在传播过程中会受到多种因素的影响,其中之一就是多径效应,即信号在到达接收机之前,会经过多次反射。而这本书恰恰聚焦于“反射信号处理”,这让我对书中可能包含的内容充满了遐想。我特别想知道,书中是如何对这些反射信号进行建模和仿真的?它是否会详细介绍不同材质(例如金属、混凝土、玻璃、水面)对GNSS信号的反射特性,比如反射系数、相位变化等?在信号处理方面,书中是否会介绍一些先进的信号检测和跟踪算法,能够有效地从充满噪声和多径的信号中提取出有用的信息?我尤其期待书中能够提供一些关于反射信号在不同场景下的具体测量数据和分析结果,例如在城市峡谷、山地、森林等环境下,反射信号的特点会是怎样的?此外,我非常关心书中对于“实践”部分的阐述,是否会提供一些实际的 GNSS 接收机硬件平台和软件工具,以及相关的实验设计和数据处理流程,能够让读者亲手去验证和应用书中介绍的理论知识。

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这本书,说实话,我一开始是被它的书名吸引的。《GNSS反射信号处理基础与实践》,光听名字就觉得高大上,而且“反射信号”这个词,让我联想到很多科幻小说里的场景,想象着信号在空气中、在水面、在地面上 bounce(反弹)的画面,脑补出了一大堆高精度的定位场景。我一直对GNSS(全球导航卫星系统)的应用领域非常感兴趣,尤其是它在非传统应用中的潜力,比如我们平时可能不太会注意到的,那些被建筑物、树木、甚至地面反射过来的信号,居然也能被收集和利用。我本来是想找一本能够系统梳理GNSS系统本身原理的书,从信号的产生、传播、接收到最后的定位解算,能有一个比较全面的介绍,最好能涵盖一些不同GNSS系统(比如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou)之间的差异和特点。我尤其希望能看到一些关于GNSS信号在复杂环境下的行为分析,比如多径效应、信号衰落等等,这些都是实际应用中不可避免的问题,也正是这些问题,才使得GNSS的应用更加具有挑战性和研究价值。我对书中可能涉及到的数学模型、算法原理也抱有很高的期待,希望能够深入理解这些背后的逻辑,不仅仅是停留在“知道有这么回事”的层面,而是能够真正理解“为什么是这样”。此外,作为一个对实际操作有一定兴趣的读者,我特别希望能看到一些能够指导实际操作的“实践”部分,最好能有一些具体的案例分析,或者是一些常用的软件工具的介绍和使用方法,让我能够将理论知识与实际应用联系起来,甚至自己动手去验证一些概念。总之,我对这本书的期望是,它不仅能提供扎实的理论基础,还能引领我进入GNSS反射信号这个神秘又充满前景的领域,让我对这个看似普通的定位技术有更深刻的认识和更广阔的视野。

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我对GNSS技术的应用边界一直充满好奇,而“反射信号处理”这个主题,似乎为GNSS开辟了新的应用维度。我希望这本书能够深入探讨GNSS反射信号在非传统传感领域的应用潜力。我设想,GNSS信号在与地表、建筑物、甚至车辆等目标发生碰撞后产生的反射,可能携带了关于这些目标的信息。书中是否会详细介绍如何从反射信号的波形、相位、幅度、极化等特征中提取目标信息?例如,通过分析车辆产生的GNSS反射信号,是否可以识别车辆的类型、运动状态,甚至实现车辆的跟踪?又或者,通过分析GNSS信号与建筑物表面的相互作用,是否可以用于高分辨率的建筑物建模?我非常期待书中能够提供一些具体的应用案例,展示GNSS反射信号在智能交通、城市测绘、环境监测等领域的新颖应用。此外,我也希望书中能够介绍一些用于处理和分析GNSS反射信号的实验平台和数据采集方法,以及相关的信号处理技术和机器学习算法,从而帮助读者深入理解并可能参与到这些前沿的研究中。

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我一直对GNSS的精密定位技术非常关注,尤其是RTK(实时动态差分)和PPP(精密单点定位)等技术。然而,在一些特殊的应用场景下,例如靠近建筑物、在隧道口附近,或者在室内等GNSS信号受到严重遮挡和反射的环境中,这些精密定位技术的效果会大打折扣。这促使我去思考,是否存在一种方法,可以利用这些被遮挡和反射的GNSS信号来改善定位性能。因此,《GNSS反射信号处理基础与实践》这本书的书名,立刻吸引了我的目光。我非常想知道,书中是如何定义和处理这些“反射信号”的。它是否会详细阐述反射信号的传播路径、信号特征(如延迟、衰减、相位变化)以及它们与直达信号的区别?更重要的是,书中是否会介绍一些能够有效利用这些反射信号来提高定位精度的算法?例如,是否会介绍一些先进的多径分离技术,或者能够将反射信号信息融合到定位解算中的模型?我尤其期待书中关于“实践”的部分,希望能看到一些实际的案例,展示如何在存在反射信号的复杂环境中,通过书中介绍的方法来获得更高精度的定位结果。如果这本书能为解决GNSS在复杂环境下的精密定位难题提供有效的理论和技术支持,那将是非常有价值的。

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这本书的书名,让我对GNSS技术在非传统应用领域的潜力充满了期待。除了我们熟知的导航定位,GNSS信号的反射特性似乎可以被用来探测地表的物理性质,这正是“反射信号处理”所暗示的。我希望这本书能详细介绍如何利用GNSS信号与地表(如海洋、冰面、土壤)的相互作用来提取有用的信息。例如,我设想,从海洋表面反射的GNSS信号,其波形、相位和幅度的变化可能与海浪的高度、方向以及海水的状态(如 salinity、温度)有关。书中是否会提供相应的物理模型和数学算法,来解释这些关联性,并指导如何从接收到的反射信号中反演这些海洋参数?同样,我对GNSS信号与陆地表面(如植被、土壤)的相互作用也充满好奇。土壤的湿度、粗糙度,植被的覆盖度、生物量等,是否也会在反射信号中留下印记?书中是否会介绍如何利用这些反射信号来监测环境变化,例如土壤墒情、农作物生长状况等?我特别期待书中能够提供一些实际的观测案例,展示如何利用GNSS反射信号进行科学研究,例如在测量学、遥感学、地球物理学等领域。

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我一直对GNSS信号的鲁棒性问题非常感兴趣,尤其是在复杂电磁环境下,信号容易受到干扰和破坏。而“反射信号”这个概念,在某种程度上也与信号的可靠性相关。我希望这本书能够深入探讨GNSS反射信号对定位精度的影响,并且提供有效的处理方法。我特别想了解,书中是否会详细介绍各种反射场景下的信号特性,比如信号的衰落、相位模糊、以及由于多径效应引入的误差。在信号处理方面,我期待书中能够介绍一些先进的算法,例如基于信号特征提取的检测方法,能够识别并区分直达信号和反射信号。此外,如果书中能够介绍一些能够利用反射信号信息来改善定位精度的技术,例如将反射信号的延迟信息作为额外的约束条件,或者通过对反射信号进行建模和补偿来减小误差,那就更好了。我对书中“实践”部分的描述充满了期待,希望它能提供一些实际的GNSS测量数据,并展示如何利用这些数据来验证和应用书中介绍的理论和方法。如果这本书能够为提高GNSS在复杂环境下的定位性能提供切实可行的技术指导,那将非常有价值。

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这本书的书名,让我联想到了一个非常有趣的应用场景:利用GNSS信号探测地表信息。我一直对遥感技术很感兴趣,而GNSS反射信号,特别是从海洋、陆地表面反射过来的信号,似乎提供了一种全新的探测方式。我希望这本书能够详细介绍如何利用GNSS信号的反射特性来反演地表的物理参数。例如,从海面反射的GNSS信号,其反射特性是否与海浪的高度、海水的密度等有关?是否可以通过分析这些反射信号来监测海况?同样,从陆地表面(如土壤、植被)反射的GNSS信号,其反射特性又可能与地表的湿度、粗糙度、植被覆盖度等信息相关。书中是否会提供相应的信号模型和反演算法,来解释如何从反射信号的相位、幅度、极化等信息中提取这些地表参数?我对书中“基础与实践”的结合抱有很大期望,希望它不仅能解释背后的科学原理,还能提供实际的观测数据和处理流程,指导读者如何进行实际的GNSS反射信号遥感实验,并对数据进行分析处理。如果这本书能让我理解如何用GNSS这个我们习以为常的导航工具,去“看”世界,去探测地表的细微变化,那将是一次颠覆性的学习体验。

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这本书的书名中“反射信号处理”这几个字,立刻勾起了我的好奇心。我一直认为,GNSS定位之所以能实现,很大程度上依赖于卫星信号能够直接到达用户接收机。然而,现实世界的复杂性在于,信号往往会遇到各种障碍物,如建筑物、树木、山体等等,这些障碍物会将原始的直达信号反射成多次到达的信号,也就是所谓的“多径信号”。传统的GNSS接收机在处理这些多径信号时,往往会将其视为噪声或干扰,从而影响定位精度。而“反射信号处理”则似乎是一种更积极的策略,它不仅仅是消除干扰,而是可能在一定程度上利用这些反射信号。我特别想知道,这本书是如何定义和分类这些“反射信号”的?它们与直达信号在传播路径、传播时间、信号强度等方面有哪些显著的区别?更重要的是,书中是否会详细介绍如何从接收到的复杂信号中辨别出这些反射信号,并对其进行有效的处理?我设想,这可能涉及到复杂的信号识别算法,例如利用信号的时域、频域特征,或者多普勒频移等信息来区分不同的信号路径。我还对书中提到的“实践”部分充满了期待,希望它能提供一些实际观测数据,并展示如何利用这些数据来提取和分析反射信号,甚至是如何通过对反射信号的处理来提高定位精度,或者实现一些传统GNSS难以实现的定位功能。

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