精説GPS　基本概念・測位原理・信号と受信機

-------　目　　次　-------

監訳にあたって
著者の日本語版への序文
序文
謝辞

第I部　基礎
-----第1章　はじめに
1.1 航法の歴史概観
1.1.1 経度と時刻
1.1.2 天文学的方法
1.1.3 20世紀の開発：慣性航法と無線
1.2 無線航法の各種方法
1.2.1 三辺測量
1.2.2 双曲線測位
1.2.3 ドップラ測位
1.3 無線航法
1.3.1 地上系の無線航法システム：ロランとオメガ
1.3.2 衛星航法システム：トランシット，GPS，GNSS
1.3.3 まとめ
練習問題
参考文献

-----第2章　GPSの概要
2.1 目的・現況・政策
2.2 システム構成
2.2.1 スペースセグメント
2.2.2 コントロールセグメント
2.2.3 ユーザセグメント
2.3 信号
2.3.1 信号構成
2.3.2 欺瞞防止（AS）と選択利用性（SA）
2.3.3 信号電力
2.4 受信機と測定値
2.4.1 信号の捕捉と追尾
2.4.2 位置・速度・時間（PVT）の推定
2.4.3 受信機技術の発展
2.5 補強システムとディファレンシャルGPS（DGPS）
2.6 民生利用
2.7 近代化計画
2.7.1 費用対効果曲線
2.7.2 新しい信号とその恩恵
2.8 まとめ
練習問題
参考文献

-----第3章　座標系・時刻基準・人工衛星の軌道
3.1 全世界的座標系
3.1.1 地球基準系と慣性基準系
3.1.2 測地系・ジオイド・測地系
3.1.3 世界測地系1984（World Geodetic Datum 1984：WGS84）
3.2 時刻基準とGPS 時刻
3.2.1 時間尺度：天文時と原子時
3.2.2 周波数源の安定性の測定
3.2.3 GPS 時刻（GPS Time）
3.3 GPS の軌道と衛星位置の決定
3.3.1 ケプラーの法則*
3.3.2 理想的な楕円軌道：ケプラー要素
3.3.3 衛星の位置および速度
3.3.4 摂動を伴うケプラー軌道*
3.3.5 GPS の軌道パラメータ
3.3.6 GPS 航法メッセージ
3.4 GPSの衛星構成および可視性
3.5 まとめ
練習問題
参考文献

第II 部位置，速度，時刻の推定
-----第4章　GPS による測定値と誤差要因
4.1 測定値のモデル
4.1.1 コード位相測定値
4.1.2 搬送波位相測定値
4.1.3 コードと搬送波位相測定値のための有益なモデル
4.1.4 誤差要因とそのモデル
4.2 コントロールセグメントにおける誤差：衛星のクロックとエフェメリス
4.3 信号伝搬モデリングによる誤差
4.3.1 信号の屈折，波の伝搬，分散性媒質
4.3.2 電離層遅延
4.3.3 対流圏遅延量
4.4 測定値誤差
4.4.1 受信機雑音
4.4.2 マルチパス
4.4.3 測定値の誤差モデル
4.5 ユーザの測距誤差
4.6 測定誤差（実測データによる）
4.7 コードと搬送波位相測定値の融合
4.7.1 一周波測定値
4.7.2 二周波測定値
4.8 誤差の低減：ディファレンシャルGPS(DGPS)
4.8.1 誤差の低減
4.8.2 ローカルエリアDGPSと相対測位
4.8.3 広域DGPS
4.9 まとめ
練習問題
参考文献

-----第5章　PVT（位置・速度・時刻）の推定
5.1 擬似距離による位置の推定
5.1.1 位置推定のための線形モデル
5.1.2 RMS 測位誤差
5.1.3 低価格な受信機クロックの代償
5.1.4 その他の性能指標と仕様
5.1.5 実験による測位結果
5.2 擬似距離変化率から求める位置と速度
5.2.1 速度の推定
5.2.2 位置の推定
5.3 時刻比較
5.4 まとめ
練習問題
参考文献

-----第6章　搬送波位相を利用する高精度測位
6.1 搬送波位相と整数不定性決定：単純化モデル
6.2 搬送波位相測定値と高精度測位
6.2.1 搬送波位相測定値
6.2.2 高精度測位と航法
6.3 局外パラメータの消去
6.3.1 一重差
6.3.2 二重差
6.3.3 三重差
6.3.4 整数不定性の決定と位置の推定
6.4 可視衛星二重差の各個に対する不定性決定
6.4.1 コード位相測定値を用いる整数不定性の推定
6.4.2 二周波数信号測定値：ワイドレーン法
6.5 二重差の連立式に対する不定性決定
6.5.1 位置推定の線形モデル
6.5.2 フロート解
6.5.3 探索手法
6.6 三周波数信号測定値
6.7 まとめ
練習問題
参考文献

第III 部　信号と受信機
-----第7章　GPS 信号
7.1 時間領域表現
7.2 フーリエ変換
7.3 GPS 信号の周波数領域表現
7.4 自己相関と相互相関
7.5 最大長線形シフトレジスタ系列(Maximal Length Linear Shift Register Sequence)
7.6 長さ31 と1023 のゴールド系列
7.7 擬似ランダム雑音（PRN）系列*
7.8 まとめ
練習問題
参考文献

-----第8章　信号対雑音比と測距精度
8.1 信号伝搬損失と送信アンテナ利得
8.2 受信信号電力と受信アンテナ利得
8.3 白色雑音とフリス（Friis）の公式
8.4 GPS 受信機の雑音解析
8.5 遅延ロックループ（DLL）と測距精度
8.6 白色雑音下の測距精度*
8.7 マルチパス環境下における測距精度
8.7.1 長遅延マルチパス
8.7.2 短遅延マルチパス
8.7.3 マルチパス低減アンテナ
8.8 まとめ
練習問題
参考文献

-----第9章　GPS 受信機
9.1 信号の前処理
9.1.1 周波数ダウンコンバージョン
9.1.2 ダイレクトコンバージョン
9.1.3 イメージ周波数
9.1.4 サンプリング
9.2 信号捕捉
9.2.1 同相および直交処理とドップラ除去
9.2.2 不確定性関数
9.2.3 長さ31のゴールド系列の不確定性関数
9.3 ラプラス変換とたたみ込み*
9.3.1 基本的な定義と性質
9.3.2 たたみ込み
9.4 コード・搬送波追尾のためのフィードバックの使用
9.5 遅延ロックループ（DLL）を使用したコード追尾
9.5.1 コード追尾誤差を測定する弁別器関数
9.5.2 遅延ロックループ（DLL）の線形モデル
9.5.3 遅延ロックループ（DLL）の白色雑音特性
9.5.4 非支援遅延ロックループのステップ応答
9.5.5 レート支援遅延ロックループ
9.5.6 擬似距離全体の構築
9.6 搬送波追尾ループと航法データの復調
9.6.1 追尾誤差を測定する弁別器関数
9.6.2 航法データの復調
9.6.3 位相ロックループの線形モデルと雑音解析
9.6.4 位相ロックループのダイナミック特性
9.6.5 位相ロックループの定常状態誤差
9.7 まとめ
練習問題
参考文献

索　　引