GNSS反射信号处理基础与实践

《GNSS反射信号处理基础与实践(精)》基于著者近年来对GNSS反射信号接收处理技术及应用研究所取得的成果撰写，并力图反映近年来国内外的最新成果，希望通过本书的出版，让读者对该领域的研究现状有一个全面、系统的了解。本书由北京航空航天大学教授杨东凯博士主笔，张其善教授审阅。

本书在介绍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。

第1章 绪论
1.1 卫星导航系统概述
1.1.1 美国的全球定位系统
1.1.2 其他全球导航卫星系统
1.2 GNSS-R技术
1.2.1 正问题与反问题
1.2.2 GNSS-R技术的定义
1.2.3 GNSS-R技术的特点和优势
1.3 GNSS-R技术的发展
1.3.1 海面测风
1.3.2 海面测高
1.3.3 海冰探测
1.3.4 海洋盐度探测
1.3.5 土壤湿度探测
1.3.6 移动目标探测
1.4 本书结构
参考文献
第2章 GNSS导航卫星信号概述
2.1 扩展频谱通信基本原理
2.2 GPS系统的导航信号
2.2.1 频率与调制方式
2.2.2 GPS卫星信号中的C/A码
2.2.3 GPS卫星信号导航电文的结构
2.2.4 现代化后的GPS信号
2.3 其他卫星导航系统的导航信号
2.3.1 GLONASS系统
2.3.2 Galileo系统
2.4 小结
参考文献
第3章 GNSS信号的接收与处理
3.1 接收信号数学模型
3.1.1 卫星信号的接收与数字化
3.1.2 相关运算
3.2 卫星信号的捕获
3.2.1 卫星信号捕获的基本原理
3.2.2 卫星信号的捕获方法
3.3 卫星信号的跟踪
3.3.1 GPS C/A码相位跟踪
3.3.2 载波跟踪
3.4 导航数据解调与定位解算
3.4.1 数据同步的建立
3.4.2 定位原理与方法
3.5 新型导航信号的处理
3.5.1 新型导航信号的特点
3.5.2 BOC信号及处理方法
3.5.3 复合信号及处理方法
3.6 小结
参考文献
第4章 GNSS反射信号特性
4.1 基本概念
4.1.1 电磁波
4.1.2 电磁波的极化
4.1.3 电磁波的反射
4.2 GNSS反射信号基础
4.2.1 GNSS-R几何关系描述
4.2.2 GNSS-R反射系数
4.3 反射信号数学描述
4.3.1 直射信号数学描述
4.3.2 反射信号数学描述
4.4 小结
参考文献
第5章 GNSS反射信号的接收与处理
5.1 反射信号特性简介
5.2 反射信号的相关函数
5.2.1 时延一维相关函数
5.2.2 多普勒一维相关函数
5.2.3 时延?多普勒二维相关函数
5.3 反射信号相关值的计算方法
5.3.1 反射信号二维相关函数的离散形式
5.3.2 二维相关值的计算方式
5.3.3 二维相关值计算参考点的选取
5.3.4 二维相关值求解中本地信号的产生
5.3.5 二维相关值信噪比的提高方法
5.4 反射信号接收机通用模型与实现方式
5.4.1 通用模型
5.4.2 实现方式
5.5 小结
参考文献
第6章 反射信号接收机的硬件实现
6.1 接收机总体架构及主要部件
6.1.1 接收机总体架构
6.1.2 接收机主要部件
6.2 多通道相关器
6.2.1 反射信号处理通道
6.2.2 DSP数据交互控制接口
6.2.3 USB控制接口
6.2.4 UART控制接口
6.3 DSP的信号处理
6.3.1 直射信号处理
6.3.2 反射信号处理
6.4 小结
参考文献
第7章 反射信号接收机的软件实现
7.1 软件接收机工作原理
7.1.1 基本结构
7.1.2 数据传输接口
7.1.3 数据读取流程
7.2 信号处理
7.2.1 反射信号处理流程
7.2.2 反射信号相关功率计算
7.3 反射信号软件接收机的实现
7.3.1 软件功能
7.3.2 实现效率分析
7.3.3 实时性方案研究
7.4 小结
参考文献
第8章 GNSS-R测高应用
8.1 概述
8.2 基于GNSS-R的高度测量技术
8.2.1 高度测量原理
8.2.2 基于C/A码延迟的测高方法
8.2.3 基于L1载波相位延迟的测高方法
8.2.4 基于L1载波频率的测高方法
8.3 基于GNSS-R的有效波高测量技术
8.3.1 利用DCF测量有效波高
8.3.2 利用ICF测量有效波高
8.3.3 有效波高实验验证与结果分析
8.4 小结
参考文献
第9章 GNSS-R海面测风应用
9.1 海面统计特征
9.1.1 海浪谱的定义
9.1.2 统计特征描述
9.1.3 海面粗糙度准则
9.2 海洋遥感相关数学模型
9.2.1 海浪谱模型
9.2.2 电磁散射模型
9.2.3 散射信号相关功率模型
9.3 海面散射区域特性
9.3.1 天线覆盖区
9.3.2 等延迟区
9.3.3 等多普勒线
9.3.4 闪耀区
9.4 海面散射模型的数值仿真分析
9.4.1 时延-多普勒二维相关功率分析
9.4.2 时延一维相关功率分析
9.4.3 多普勒一维相关功率分析
9.5 风场反演
9.5.1 风场反演基本流程
9.5.2 风场反演算法
9.5.3 风场反演实例
9.6 小结
参考文献
第10章 GNSS-R在其他领域中的应用
10.1 GNSS-R土壤湿度反演
10.1.1 GNSS-R土壤湿度探测原理
10.1.2 干涉图技术
10.1.3 土壤湿度反演结果
10.2 GNSS-R目标探测技术
10.3 GNSS-R表面成像技术
10.4 小结
参考文献
展望
附录A 缩略语