北斗衛星導航系統星座設計與實現

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《北斗衛星導航系統星座設計與實現》，楊慧 等 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是由中國科學院編譯局與1930年創建的龍門聯合書局於1954年8月合併成立的；目前公司年出版新書3000多種，期刊500多種，形成了以科學（S）、技術（T）、醫學（M）、教育（E）、人文社科（H）為主要出版領域的業務架構。

目錄

內容簡介

《北斗衛星導航系統星座設計與實現》是衛星導航工程技術領域的一《北斗衛星導航系統星座設計與實現》。《北斗衛星導航系統星座設計與實現》系統介紹基於我國國情的北斗衛星導航系統星座的設計約束條件和性能評價體系，全面匯集北斗一號雙星導航系統、北斗二號區域導航系統和北斗三號全球導航系統在星座設計與工程實現方面取得的研究成果，主要包括北斗衛星導航系統星座任務分析、建模仿真、組網維護、性能評估，以及備份策略等，詳細論述北斗衛星導航系統傾斜地球同步軌道和中地球軌道衛星壽命末期的離軌處置原則與策略。

目錄

「北斗衛星導航系統叢書」序

前言

第1章緒論1

1.1概述1

1.2星座設計及其發展2

1.3國外導航星座的發展與現狀6

1.4北斗衛星導航系統的發展10

1.5本書的結構安排14

第2章基礎知識15

2.1衛星軌道動力學基礎15

2.1.1二體問題15

2.1.2衛星星下點計算方法18

2.1.3衛星覆蓋性計算方法19

2.1.4軌道攝動28

2.1.5軌道機動30

2.1.6導航衛星常用軌道設計35

2.1.7衛星軌道控制與保持40

2.2一般星座設計方法45

2.2.1星座覆蓋類型和基本構型45

2.2.2星座任務分析50

2.2.3特殊軌道在星座的應用54

第3章星座設計約束條件58

3.1一般星座設計約束條件58

3.2北斗衛星導航系統星座特有約束條件60

3.2.1北斗衛星導航系統的發展戰略61

3.2.2北斗雙星定位星座設計約束條件63

3.2.3北斗區域導航星座設計約束條件64

3.2.4北斗全球導航星座設計約束條件66

3.3結論73

第4章衛星導航原理與星座性能評價指標74

4.1衛星導航原理74

4.1.1參考坐標系74

4.1.2時間系統76

4.1.3利用到達時間進行定位的原理83

4.1.4衛星導航定位方式84

4.1.5衛星導航定位基本方程85

4.1.6導航定位精度因子的定義與計算88

4.2一般星座性能評價指標92

4.3北斗衛星導航系統星座性能評價指標95

4.3.1覆蓋性96

4.3.2導航定位精度因子98

4.3.3精度因子可用性100

4.3.4導航星座值101

4.3.5衛星無線電定位服務覆蓋區102

4.3.6短報文覆蓋區102

4.3.7功率增強覆蓋區103

4.3.8北斗精度增強覆蓋區104

4.3.9星間鏈路對構型配置的要求104

4.4結論106

第5章北斗雙星定位星座設計與實現107

5.1雙星定位系統的需求與約束107

5.2雙星定位原理與實現108

5.2.1雙星定位原理108

5.2.2雙星定位系統工作過程111

5.3雙星定位系統的組成與功能112

5.3.1系統組成112

5.3.2系統技術指標113

5.3.3系統功能114

5.4雙星定位系統的特點115

5.5雙星定位系統的應用116

5.6雙星定位星座軌道控制117

5.6.1北斗一號衛星的共位運行控制117

5.6.2北斗一號衛星離軌控制123

5.7結論125

第6章北斗區域導航星座設計與實現127

6.1區域導航星座任務分析127

6.1.1用戶需求127

6.1.2對星座設計的約束128

6.2區域導航星座建模與仿真130

6.2.1區域導航星座設計模型130

6.2.2區域導航系統星座多方案比較仿真132

6.2.3區域導航星座設計小結141

6.3區域導航星座組網與維護策略141

6.3.1區域導航星座部署策略141

6.3.2區域導航星座衛星發射窗口設計146

6.3.3區域導航星座維護策略151

6.4區域導航星座設計結果與評估164

6.4.1區域導航星座設計結果164

6.4.2區域導航星座性能評估166

6.5區域導航星座備份策略173

6.5.1星座冗餘特性分析173

6.5.2星座備份策略178

6.5.3星座備份衛星軌道選擇179

6.6結論194

第7章北斗全球導航星座設計與實現196

7.1全球導航星座任務分析196

7.1.1星座設計的基本約束196

7.1.2星座設計的基本思路200

7.2全球導航星座建模與仿真201

7.2.1全球基本星座設計201

7.2.2區域增強星座設計209

7.2.3星座設計小結211

7.3全球導航星座部署與維護策略211

7.3.1全球導航星座部署策略211

7.3.2全球導航星座構型保持216

7.4全球導航星座設計結果與評估226

7.4.1全球導航星座設計結果226

7.4.2全球導航星座性能評估227

7.5全球導航星座備份與重構策略235

viii北斗衛星導航系統星座設計與實現

7.5.1星座冗餘性分析235

7.5.2星座構型重構控制方法241

7.5.3星座構型備份策略設計246

7.6結論250

第8章北斗IGSO和MEO衛星離軌原則與策略251

8.1國際規則與臨近衛星分布251

8.1.1離軌國際規則251

8.1.2IGSO使用情況及衛星離軌研究現狀253

8.1.3GNSS現狀及MEO衛星離軌處置研究257

8.2IGSO和MEO棄置軌道穩定性影響分析259

8.2.1理論基礎259

8.2.2IGSO衛星棄置軌道穩定性影響要素分析259

8.2.3MEO衛星棄置軌道穩定性影響分析261

8.2.4IGSO衛星不離軌的風險分析263

8.2.5MEO衛星不離軌的風險分析265

8.2.6小結274

8.3IGSO衛星離軌原則與策略研究274

8.3.1IGSO衛星離軌處置原則274

8.3.2北斗IGSO衛星離軌參數研究274

8.3.3北斗IGSO衛星離軌參數符合性評價278

8.4MEO衛星離軌原則與策略279

8.4.1MEO衛星離軌處置原則279

8.4.2北斗MEO衛星離軌參數研究279

8.4.3北斗MEO衛星離軌參數符合性評價283

8.5結論283

第9章未來發展與展望285

9.1衛星導航系統的發展285

9.2衛星導航星座相關的技術發展288

9.3星座設計的研究方向291

參考文獻293