《GPS原理與衛(wèi)星通信》課程教學(xué)大綱

1、GPS原理與衛(wèi)星通信Theory of GPS and Satellite Communications課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學(xué)分： 3 學(xué)分課程總學(xué)時(shí)： 48 學(xué)時(shí)，其中講課： 32 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)： 16 學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：必修開課學(xué)期：第6學(xué)期先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、微波技術(shù)及天線、通信原理等適用專業(yè)：通信工程教 材：1、GPS原理及應(yīng)用，科學(xué)出版社，李天文等，2010年2月第二版2、衛(wèi)星通信，西安電子科技大學(xué)出版社，劉國梁，1994年開課單位：電子與信息工程 學(xué)院 通信工程 系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)本課程為通信工程專業(yè)的選修課。衛(wèi)星通信是在地面微波通信和空間技術(shù)的基礎(chǔ)

2、上，廣泛地綜合運(yùn)用了各通信領(lǐng)域的理論和技術(shù)所發(fā)展起來的新通信方式，而它所形成的理論和技術(shù)又被其它通信領(lǐng)域所利用；本課是電子信息工程、通信工程類的寬口徑專業(yè)課，亦是信息時(shí)代的衛(wèi)星通信文化背景課。GPS全球定位系統(tǒng)是利用空間合理配置的衛(wèi)星作為定位的參考點(diǎn)，通過接收其定位信息，從而實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、并能進(jìn)行高精度、全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)的測(cè)量定位服務(wù)。由于該系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景，尤其在測(cè)繪、國土、規(guī)劃、城建、交通、航運(yùn)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越普遍。本課程的目的主要是：介紹系統(tǒng)的工作原理，及其在實(shí)際中的應(yīng)用。通過本課的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本概念和基本原理，建立大通信系統(tǒng)的完整概念，初步掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)

3、及GPS系統(tǒng)的主要技術(shù)問題，基本了解當(dāng)前衛(wèi)星通信及GPS的發(fā)展?fàn)顩r。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1、緒論（4學(xué)時(shí)）(1)解衛(wèi)星通信的一般概念、特點(diǎn)、工作頻率、系統(tǒng)組成；(2)了解通信衛(wèi)星的基本技術(shù)（軌道、姿態(tài)、星蝕及日凌、星轉(zhuǎn)發(fā)器波束覆蓋、地球站波束指向、傳輸時(shí)延、組成）；(3)了解GPS的概況，衛(wèi)星定位系統(tǒng)的用途。(4)了解衛(wèi)星導(dǎo)航概述(5)了解衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的分類(6)了解GPS的用途重點(diǎn)：通信衛(wèi)星的基本技術(shù)難點(diǎn)：通信衛(wèi)星的基本技術(shù)2、衛(wèi)星通信主要技術(shù)介紹（6學(xué)時(shí)）(1)了解衛(wèi)星通信的主要調(diào)制技術(shù)（模擬調(diào)制、功率有效的數(shù)字調(diào)制、頻譜有效的數(shù)字調(diào)制）、載波和位定時(shí)的恢復(fù)(2)掌握衛(wèi)星通信的多址聯(lián)接方式，

4、包括FDMA、TDMA、SS/TDMA、CDMA和Packet方式等，并適當(dāng)加強(qiáng)CDMA方面的內(nèi)容； （3）掌握衛(wèi)星通信的信號(hào)處理技術(shù)、信源編碼和信道編碼技術(shù)；重點(diǎn)：衛(wèi)星通信的多址聯(lián)接方式、衛(wèi)星通信的信號(hào)處理技術(shù)、信源編碼和信道編碼技術(shù)難點(diǎn)：衛(wèi)星通信的多址聯(lián)接方式、衛(wèi)星通信的信號(hào)處理技術(shù)、信源編碼和信道編碼技術(shù)3、GPS理論的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)（2學(xué)時(shí)）（1）了解人造衛(wèi)星基礎(chǔ)知識(shí)（2）了解天文學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（3）了解矩陣運(yùn)算基礎(chǔ)知識(shí)（4）了解誤差理論基礎(chǔ)知識(shí)（5）掌握有關(guān)的衛(wèi)星定位的基礎(chǔ)知識(shí)。重點(diǎn)：衛(wèi)星定位的原理難點(diǎn)：衛(wèi)星定位的原理4、GPS系統(tǒng)的組成和工作原理（4學(xué)時(shí)）（1）了解系統(tǒng)的組成（2）了解系

5、統(tǒng)的工作原理和測(cè)速原理（3）掌握系統(tǒng)的組成及工作原理重點(diǎn)：GPS系統(tǒng)組成及工作原理難點(diǎn)：GPS系統(tǒng)組成及工作原理5、GPS定位計(jì)算與定位誤差（6學(xué)時(shí)）（1）了解衛(wèi)星導(dǎo)航電文（2）了解定位的解算（3）了解定位誤差（4）了解不同坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換（5）掌握不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換，計(jì)算坐標(biāo)，分析誤差對(duì)結(jié)果的影響。重點(diǎn)：不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換難點(diǎn)：不同坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換6、信號(hào)結(jié)構(gòu)和信號(hào)接收（4學(xué)時(shí)）（1）了解導(dǎo)航信號(hào)（2）了解偽隨機(jī)碼（3）了解偽碼擴(kuò)頻和相關(guān)接收（4）了解C/A碼和P碼的轉(zhuǎn)換（5）理解偽碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；C/A碼和P碼的轉(zhuǎn)換。重點(diǎn)：偽碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；C/A碼和P碼的轉(zhuǎn)換難點(diǎn)：偽碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)；C/A碼和P碼的轉(zhuǎn)

6、換7、GPS用戶設(shè)備（2學(xué)時(shí)）（1）了解C/A碼單頻接收機(jī)（2）了解用戶設(shè)備的類型和主要的技術(shù)性能（3）了解載波相位法（4）掌握單頻衛(wèi)星接收機(jī)的使用參數(shù)是如何設(shè)定的。重點(diǎn)：如何設(shè)定單頻衛(wèi)星接收機(jī)的使用參數(shù)難點(diǎn)：如何設(shè)定單頻衛(wèi)星接收機(jī)的使用參數(shù)8、GPS的發(fā)展和應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）（1）了解偽距差分技術(shù)原理及應(yīng)用（2）了解偽衛(wèi)星和系統(tǒng)完善性設(shè)想（3）掌握偽距GPS差分技術(shù)重點(diǎn)：偽距GPS差分技術(shù)難點(diǎn)：偽距GPS差分技術(shù)9、GPS在測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）（1）了解測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)（2）了解陸地及海洋測(cè)量中的應(yīng)用（3）掌握GPS在測(cè)量中的應(yīng)用重點(diǎn)：GPS在測(cè)量中的應(yīng)用難點(diǎn)：GPS在測(cè)量中的應(yīng)用四、課程考核

7、（1）作業(yè)等：作業(yè)：35 次，課程論文： 1 篇；（2）考核方式：閉卷考試 （3）總評(píng)成績計(jì)算方式：平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績和期終考試成績相結(jié)合。具體比例為：上課出勤、作業(yè)占20%，實(shí)驗(yàn)占20%，期末考試成績占60%。五、參考書目1、GPS Theory, Algorithms and Applications,2nd Edition，Guochang Xu，Aug, 2007。2、GNSSGlobal Navigation Satellite Systems GPS, GLONASS, Galileo & more, Hofmann-Wellenhof，Nov, 2007。3、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法（第二版），科學(xué)出版社，劉基余編著，2008年6月。4、衛(wèi)星通信系統(tǒng)，人民郵電出版社，呂海寰，1988年5月。5、Dig