北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座設計與實現

目錄
“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)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(fā)展2
1.3國外導航星座的發(fā)展與現狀6
1.4北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展10
1.5本書的結構安排14
第2章基礎知識15
2.1衛(wèi)星軌道動力學基礎15
2.1.1二體問題15
2.1.2衛(wèi)星星下點計算方法18
2.1.3衛(wèi)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(wèi)星常用軌道設計35
2.1.7衛(wèi)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(wèi)星導航系統(tǒng)星座特有約束條件60
3.2.1北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)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(qū)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(wèi)星導航原理與星座性能評價指標74
4.1衛(wèi)星導航原理74
4.1.1參考坐標系74
4.1.2時間系統(tǒng)76
4.1.3利用到達時間進行定位的原理83
4.1.4衛(wèi)星導航定位方式84
4.1.5衛(wèi)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(wèi)星導航系統(tǒng)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(wèi)星無線電定位服務覆蓋區(qū)102
4.3.6短報文覆蓋區(qū)102
4.3.7功率增強覆蓋區(qū)103
4.3.8北斗精度增強覆蓋區(qū)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(tǒng)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(tǒng)工作過程111
5.3雙星定位系統(tǒng)的組成與功能112
5.3.1系統(tǒng)組成112
5.3.2系統(tǒng)技術指標113
5.3.3系統(tǒng)功能114
5.4雙星定位系統(tǒng)的特點115
5.5雙星定位系統(tǒng)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(wèi)星的共位運行控制117
5.6.2北斗一號衛(wèi)星離軌控制123
5.7結論125
第6章北斗區(qū)域導航星座設計與實現127
6.1區(qū)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(qū)域導航星座建模與仿真130
6.2.1區(qū)域導航星座設計模型130
6.2.2區(qū)域導航系統(tǒng)星座多方案比較仿真132
6.2.3區(qū)域導航星座設計小結141
6.3區(qū)域導航星座組網與維護策略141
6.3.1區(qū)域導航星座部署策略141
6.3.2區(qū)域導航星座衛(wèi)星發(fā)射窗口設計146
6.3.3區(qū)域導航星座維護策略151
6.4區(qū)域導航星座設計結果與評估164
6.4.1區(qū)域導航星座設計結果164
6.4.2區(qū)域導航星座性能評估166
6.5區(qū)域導航星座備份策略173
6.5.1星座冗余特性分析173
6.5.2星座備份策略178
6.5.3星座備份衛(wèi)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(qū)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(wèi)星導航系統(tǒng)星座設計與實現
7.5.1星座冗余性分析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(wèi)星離軌原則與策略251
8.1國際規(guī)則與臨近衛(wèi)星分布251
8.1.1離軌國際規(guī)則251
8.1.2IGSO使用情況及衛(wèi)星離軌研究現狀253
8.1.3GNSS現狀及MEO衛(wèi)星離軌處置研究257
8.2IGSO和MEO棄置軌道穩(wěn)定性影響分析259
8.2.1理論基礎259
8.2.2IGSO衛(wèi)星棄置軌道穩(wěn)定性影響要素分析259
8.2.3MEO衛(wèi)星棄置軌道穩(wěn)定性影響分析261
8.2.4IGSO衛(wèi)星不離軌的風險分析263
8.2.5MEO衛(wèi)星不離軌的風險分析265
8.2.6小結274
8.3IGSO衛(wèi)星離軌原則與策略研究274
8.3.1IGSO衛(wèi)星離軌處置原則274
8.3.2北斗IGSO衛(wèi)星離軌參數研究274
8.3.3北斗IGSO衛(wèi)星離軌參數符合性評價278
8.4MEO衛(wèi)星離軌原則與策略279
8.4.1MEO衛(wèi)星離軌處置原則279
8.4.2北斗MEO衛(wèi)星離軌參數研究279
8.4.3北斗MEO衛(wèi)星離軌參數符合性評價283
8.5結論283
第9章未來發(fā)展與展望285
9.1衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展285
9.2衛(wèi)星導航星座相關的技術發(fā)展288
9.3星座設計的研究方向291
參考文獻293