衛星導航數字多波束測量系統

《衛星導航數字多波束測量系統》源於北斗創新工程，是作者多年來科研探索和工程實踐積累的成果，
系統介紹了數字多波束測量系統的理論、方法和在衛星導航系統星座測控管理中的應用。
全書分為9章，在介紹航天測控領域發展現狀和技術特點的基礎上，從數字多波束陣列信號處理的基本概念、
理論方法入手，系統闡述了衛星導航數字多波束精密偽距測量工程應用技術，分別從系統總體、
發射、接收、標校、測試、場站佈局及環境控制的角度，描述衛星導航數字多波束測量系統構成、
原理及技術實現途徑，最後對數字多波束測量技術的工程應用和未來發展進行了說明和展望。
  《衛星導航數字多波束測量系統》可供從事衛星導航、航天測控、雷達、
通信等領域工作的工程技術人員和相關專業的高校師生閱讀參考。

蔚保國，1966年10月生，內蒙古涼城縣人，中國電子科技集團公司第五十四研究所研究員，博士生導師。
多年來先後從事航天測控、北斗地面運控、GNSS測試評估、高精度時間同步、智能導航與位置服務等領域的研究工作，作為負責人先後承擔北斗一號/北斗二號/北斗三號工程、中歐伽利略科技合作計劃項目、國家“863”計劃重點項目、國家科技支撐項目、國家自然科學基金等一系列重要的科研和工程研製項目。
目前任中國電子學會會士、中國電子科技集團公司首席科學家、中國電子科技集團公司第五十四研究所副總工程師、衛星導航系統與裝備技術國家重點實驗室主任、全國北斗標準化技術委員會委員、中國衛星導航定位協會室內導航定位專業委員會主任委員、中國測繪學會大地測量與導航專業委員會委員、中國第二代衛星導航系統重大專項體系總體專家組專家。 2010年至今，連續十屆擔任中國衛星導航學術年會分會主席。先後獲“十一五”國家科技計劃執行突出貢獻獎、北斗二號工程突出貢獻先進個人、中國電子科技集團公司科技創新突出貢獻獎、中國電子學會“十佳”優秀科技工作者、河北省五一勞動獎章、全國五一勞動獎章、全國“最美科技工作者”等榮譽稱號。榮獲國家科學技術進步獎特等獎、衛星導航定位科學技術獎特等獎、軍隊科學技術進步獎一等獎、河北省科學技術進步獎一等獎、中國電子學會技術發明獎一等獎等獎勵。
　　

楊元喜，江蘇省泰州市人，工學博士，中國科學院院士，西安測繪研究所研究員。現任北斗全球衛星導航系統副總設計師，曾任國際大地測量學與地球物理學聯合會（IUGG）中國委員會主席（2016-2020）。
長期從事大地測量與衛星導航研究，創造性地提出了相關觀測抗差估計系列理論，建立了全新的自適應動態導航定位理論體系：主持完成了多項大型國家大地測量工程。先後獲得國家科學技術進步獎二等獎2項，省部級科學技術進步獎特等獎1項、一等獎5項。發表論文300餘篇，其中SCI收錄60餘篇；出版學術專著2部，合著3部。曾獲求是傑出青年實用工程獎、何梁何利科技進步獎——地球科學獎、航天基金會“錢學森傑出貢獻獎”。 2003年當選國際大地測量學會會士。 2018年當選美國導航協會會士。
　　
　　
尹繼凱，1972年12月生，研究員，畢業於西安電子科技大學，獲信息與通信工程專業碩士學位，現工作於中國電子科技集團公司第五十四研究所。長期從事衛星導航和時間頻率專業領域的科研工作，作為課題負責人承擔多項國家衛星導航和時間頻率領域重點項目。獲省部級科學技術獎一等獎2項、三等獎2項，獲中國電子科技集團公司專利金獎1項、優秀獎2項。發表相關學術論文10餘篇，獲發明專利授權18項。
　　
　　
郝青茹，研究員。 1989年7月畢業於合肥工業大學無線電技術專業，一直工作於中國電子科技集團公司第五十四研究所。長期從事航天測控、衛星導航、時間頻率等專業領域的技術研究和科研生產工作，先後擔任我國載人航天、北斗二號、北斗三號、時間頻率建設等多項重點裝備的總設計師，完成多個地面中心站設備的總體設計與裝備製造。獲軍隊科學技術進步獎一等獎1項、中國電子學會技術發明獎一等獎1項、中國電子科技集團公司科學技術進步獎三等獎1項。發表論文10餘篇，申請專利10餘項。

目錄
第1章 緒論
1.1 航天工程多目標測量管理
1.1.1 多目標測控
1.1.2 航天測控網
1.1.3 航天測控的發展趨勢
1.2 導航星座的測量與管理
1.2.1 星座運控的基本任務
1.2.2 國際衛星導航系統運控發展概況
1.2.3 導航星座上行測控
1.2.4 導航星座下行接收
1.2.5 星地時間同步測量
1.3 數字多波束多目標測量
1.3.1 數字陣列信號處理基本概念
1.3.2 數字多波束多目標測量面臨的主要問題
1.3.3 數字多波束多目標測量技術的特點
參考文獻
第2章 數字波束陣列基本理論
2.1 數字波束陣列基本概念
2.1.1 基本定義
2.1.2 陣列信號模型
2.1.3 陣列流型
2.1.4 波束方向圖
2.1.5 波束寬度
2.1.6 旁瓣及柵瓣
2.1.7 相位中心
2.1.8 分辨率
2.2 數字波束形成基本原理
2.2.1 數字波束形成概念
2.2.2 數字波束形成原理
2.2.3 數字波束形成的窗函數及性能介紹
2.3 數字波束形成算法
2.3.1 數字波束形成準則
2.3.2 最優波束形成算法
2.3.3 自適應綜合的波束形成
2.3.4 基於互增益的波束形成
2.3.5 波束形成方法的性能分析
2.4 數字波束優化控制方法
2.4.1 平面陣波束優化控制方法
2.4.2 多面陣波束控制方法
2.4.3 球面陣波束控制方法
2.5 多波束跟踪測角技術
2.5.1 外部引導跟踪方法
2.5.2 自跟踪測角方法
2.6 陣列性能度量
2.6.1 方向性
2.6.2 對空域白噪聲的陣列增益
2.6.3 陣列誤差
2.6.4 波束可靠度
參考文獻
第3章 衛星導航數字多波束測量總體技術
3.1 基本原理
3.1.1 多址技術
3.1.2 數字多波束測量系統原理
3.2 體系結構
3.2.1 基本工作方式
3.2.2 全分散式系統架構
3.2.3 層次化的系統結構模型
3.2.4 系統信號控制與數據流
3.2.5 系統功能算法體系
3.3 系統測量與管理
3.3.1 時空基準建立與維持
3.3.2 恆時延數字波束測量工程化方法
3.3.3 數字多波束測量信號發射
3.3.4 數字多波束精密偽距測量
3.3.5 數字多波束設備時延管理
3.3.6 系統監控與數據處理
參考文獻
第4章 數字多波束髮射系統技術
4.1 系統模型與信號生成方法
4.1.1 數字多波束髮射系統模型
4.1.2 數字多波束髮射信號生成方法
4.2 發射通道時延調整方法
4.3 發射多波束跟踪
4.3.1 發射波束跟踪方式
4.3.2 發射多波束跟踪實時性設計
4.4 發射EIRP與鏈路設計
4.4.1 發射EIRP計算
4.4.2 發射鏈路計算
4.5 數字多波束髮射系統設計
4.5.1 系統架構
4.5.2 誤差分析
4.5.3 發射陣列天線
4.5.4 發射組件
4.5.5 時頻信號分配網絡
4.5.6 本振信號分配網絡
4.5.7 數傳與監控分配網絡
4.5.8 標校網絡
4.5.9 電源分配網絡
參考文獻
第5章 數字多波束接收系統技術
5.1 數字多波束接收系統模型
5.2 並行接收數字多波束形成方法
5.3 接收多波束跟踪
5.3.1 引導跟踪
5.3.2 自跟踪
5.4 接收鏈路計算
5.5 接收多波束測量系統設計
5.5.1 系統架構
5.5.2 誤差分析
5.5.3 接收陣列天線
5.5.4 接收信道
5.5.5 接收終端
5.5.6 時頻分配設備
5.5.7 導航信號基准設備
5.5.8 監控與數據處理設備
參考文獻
第6章 數字多波束測量系統標校技術
6.1 數字多波束標校設計原則
6.2 多通道一致性標校技術
6.2.1 通道一致性標校原理
6.2.2 發射通道一致性標校方法
6.2.3 接收通道一致性標校方法
6.2.4 通道一致性修正方法
6.3 陣列天線相位中心標校技術
6.3.1 相位中心標定原理
6.3.2 相位中心標定方法
6.3.3 相位中心偏差修正
6.3.4 波束相位中心校準
6.4 系統零值標校技術
6.4.1 系統零值影響因素
6.4.2 系統零值標校方法
6.4.3 系統零值溯源與傳遞
6.5 數字多波束測量優化校準技術
6.5.1 時頻信號與基準源穩定性優化方法
6.5.2 系統標校通道穩定性優化方法
6.5.3 波束脩正與補償優化方法
參考文獻
第7章 數字多波束系統測試技術
7.1 數字多波束系統指標體系
7.1.1 功能指標體系
7.1.2 性能指標體系
7.2 測試原理
7.2.1 數字多波束髮射測試原理
7.2.2 數字多波束接收測試原理
7.2.3 設備時延測試原理
7.3 測試體系
7.3.1 桌面聯調測試
7.3.2 暗室聯調測試
7.3.3 外場聯調測試
7.4 測試方法及步驟
7.4.1 功能測試方法及步驟
7.4.2 共性指標測試方法及步驟
7.4.3 多波束天線發射指標測試方法