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第一部分 BDSim软件概述1

第1章 BDSim软件简介1

1.1BDSim仿真对象1

1.2BDSim研发背景2

1.2.1国外背景3

1.2.2国内背景6

1.3BDSim主要功能7

1.3.1多系统数据仿真与处理7

1.3.2性能指标分析与评估8

1.3.3外部接口功能9

1.4BDSim模块组成9

1.4.1仿真模块9

1.4.2仿真场景及模型参数配置模块9

1.4.3仿真控制模块10

1.4.4系统消息报告模块10

1.4.5数据分析与评估模块10

1.4.6模型加载与验证模块11

1.4.7数据导入导出模块11

1.5BDSim应用领域11

1.6免责声明12

第2章 BDSim软件入门13

2.1BDSim的安装13

2.2创建第一个BDSim场景14

2.2.1BDSim界面15

2.2.2创建场景20

2.2.3创建对象21

2.2.4设置和保存新场景22

2.2.5创建第一个实例场景23

第3章 BDSim开源社区26

3.1BDSim开源社区简介26

3.1.1什么是开源软件和开源社区26

3.1.2BDSim开源社区26

3.2BDSim的开源开发流程26

3.2.1项目创建与托管26

3.2.2协同开发与集成30

3.2.3项目测评与开源34

3.3基于开源平台的开发实例34

第二部分 BDSim在卫星导航系统级仿真中的应用36

第4章 BDSim的多系统仿真功能36

4.1公共基础数据仿真36

4.1.1公共基础数据仿真对象分析36

4.1.2公共基础数据BDSim仿真实现38

4.1.3公共基础数据仿真结果分析44

4.2BDSim在空间段的仿真45

4.2.1空间段仿真对象分析45

4.2.2空间段BDSim仿真实现49

4.2.3空间段仿真结果分析57

4.3BDSim在地面段的仿真60

4.3.1地面段仿真对象分析60

4.3.2地面段BDSim仿真实现62

4.3.3地面段仿真结果分析68

4.4BDSim在环境段的仿真74

4.4.1环境段仿真对象分析74

4.4.2环境段BDSim仿真实现76

4.4.3环境段仿真结果分析81

4.5BDSim在用户段的仿真82

4.5.1用户段仿真对象分析82

4.5.2用户段BDSim仿真实现84

4.5.3用户段仿真结果分析88

4.6北斗全球系统BDSim仿真实例91

4.6.1北斗全球系统组成91

4.6.2BDSim仿真场景构建92

4.6.3BDSim仿真结果95

第5章 BDSim仿真数据产品97

5.1卫星导航数据交换标准格式简介97

5.2BDSim数据产品及格式98

5.2.1空间段数据98

5.2.2环境段数据102

5.2.3地面段数据104

5.2.4用户段数据108

第三部分 BDSim在卫星导航设计、分析与评估中的应用111

第6章 BDSim在导航星座构型设计中的应用111

6.1导航星座构型设计要点111

6.1.1星座基本构型111

6.1.2导航星座设计要素112

6.2导航星座性能指标112

6.2.1星座覆盖性112

6.2.2星座可用性112

6.3基于导航星座性能评估指标的卫星星座设计应用113

6.3.1区域导航星座性能分析113

6.3.2全球导航系统星座性能分析123

第7章 BDSim在地面站布局设计中的应用129

7.1地面站布局因素分析129

7.1.1测站儿何分布129

7.1.2测站数量130

7.2地面站布局分析流程130

7.3地面站几何分布设计131

7.3.1仿真环境设计131

7.3.2软件实现131

7.3.3数据处理与分析132

7.4地面站数量选择133

7.4.1仿真环境设计133

7.4.2软件实现134

7.4.3数据处理与分析134

7.5小结135

第8章 BDSim在终端测试与评估中的应用136

8.1终端测试评估场景需求分析136

8.2基于BDSim的终端测试评估137

8.2.1伪距测量精度测试138

8.2.2定位精度测试139

8.3终端测试BDSim场景构建139

8.3.1面向终端不同轨迹的BDSim场景构建140

8.3.2伪距测量精度测试BDSim场景构建143

8.3.3定位精度测试BDSim场景构建146

第四部分 BDSim在卫星导航数据处理中的应用149

第9章 BDSim在地面段试验验证中的应用149

9.1地面段业务及其评估方法简介149

9.1.1地面段主要业务处理流程149

9.1.2地面段主要业务评估方法150

9.2基于监测站观测数据的精密定轨试验151

9.2.1试验分析151

9.2.2BDSim数据生成152

9.2.3试验结果及分析153

9.3基于星间观测数据的自主定轨试验156

9.3.1试验分析156

9.3.2BDSim数据生成156

9.3.3试验结果及分析159

9.4基于星间星地观测数据的联合定轨试验160

9.4.1试验分析160

9.4.2BDSim数据生成160

9.4.3试验结果及分析161

9.5利用星地观测数据进行时间同步试验162

9.5.1试验分析162

9.5.2BDSim数据生成163

9.5.3试验结果及分析163

9.6利用站间观测数据进行时间同步试验164

9.6.1试验分析164

9.6.2BDSim数据生成165

9.6.3试验结果及分析165

9.7利用双频伪距解算电离层TEC试验166

9.7.1试验分析166

9.7.2BDSim数据生成166

9.7.3试验结果及分析167

第10章 BDSim在高精度导航定位仿真分析中的应用168

10.1精密单点定位技术概述168

10.1.1精密单点定位基本原理168

10.1.2精密星历与精密钟差来源169

10.2BDSim仿真实现170

10.3Bernese软件对BDSim数据进行高精度处理172

10.4结果分析181

第五部分 BDSim在卫星导航算法与模型协同开发中的应用182

第11章 BDSim在用户导航算法协同开发中的应用182

11.1软件协同开发182

11.2导航定位授时算法概述182

11.2.1测速算法182

11.2.2授时算法184

11.2.3定位算法185

11.3定位算法协同开发187

11.3.1BDSim中的默认定位算法187

11.3.2用户添加自定义定位算法192

11.4载体定位算法验证194

11.4.1定位算法验证一般方法194

11.4.2用户定位算法验证195

第12章 BDSim在卫星导航建模研究方面的应用196

12.1环境仿真模型的验证支持196

12.1.1环境仿真模型分类196

12.1.2基于BDSim的电离层模型验证196

12.2新增观测类型数据仿真模型验证支持203

12.2.1新增观测类型数据仿真模型添加203

12.2.2新增观测类型数据仿真模型验证208

第13章 BDSim在定轨算法研究方面的应用210

13.1自主定轨的基本算法210

13.1.1自主定轨概述210

13.1.2自主定轨的数学模型211

13.1.3伪逆平差定轨算法212

13.2基于BDSim平台的自主定轨实现方法212

13.2.1软件协同开发212

13.2.2仿真实例215

第六部分 BDSim外部接口应用216

第14章 BDSim外部接口使用方法216

14.1BDSim与卫星导航信号源的接口216

14.1.1离线数据接口216

14.1.2在线数据接口220

14.2BDSim与卫星导航终端的接口225

14.3实测数据的导入229

14.3.1数据导入作用及目的229

14.3.2RINEX导航电文数据导入230

14.3.3SP3数据导入233

14.3.4用户轨迹数据导入234

14.4BDSim与高精度数据处理软件的接口237

14.5BDSim与STK的接口239

参考文献247