《GPS原理与卫星通信》课程教学大纲.docx

GPS原理与卫星通信
Theory of GPS and Satellite Communications
一、课程基本情况课程类别：专业主干课
课程学分：3学分课程总学时：48学时，其中讲课：32学时，实验：16学时
课程性质：必修开课学期：第6学期
先修课程：高等数学、线性代数、微波技术及天线、通信原理等适用专业：通信工程
教材：I、GPS原理及应用，科学出版社，李天文等，2010年2月第二版2、卫星通信，西安电子科技大学出版社，刘国梁，1994年
开课单位：电子与信息工程学院通信工程 系二、课程性质、教学目标和任务
本课程为通信工程专业的选修课。卫星通信是在地面微波通信和空间技术的基础上，广 泛地综合运用了各通信领域的理论和技术所开展起来的新通信方式，而它所形成的理论和技 术又被其它通信领域所利用；本课是电子信息工程、通信工程类的宽口径专业课，亦是信息 时代的卫星通信文化背景课。
GPS全球定位系统是利用空间合理配置的卫星作为定位的参考点，通过接收其定位信 息，从而实现全球覆盖、并能进行高精度、全天候、连续实时的测量定位服务。由于该系统 具有广阔的应用前景，尤其在测绘、国土、规划、城建、交通、航运等领域的应用越来越普 遍。本课程的目的主要是：介绍系统的工作原理，及其在实际中的应用。
通过本课的教学，学生应当掌握卫星通信系统的基本概念和基本原理，建立大通信系统 的完整概念，初步掌握卫星通信系统及GPS系统的主要技术问题，基本了解当前卫星通信及 GPS的开展状况。
三、教学内容和要求1、绪论(4学时)
(1)解卫星通信的一般概念、特点、工作频率、系统组成；了解通信II星的基本技术(轨道、姿态、星蚀及日凌、星转发器波束覆盖、地球站波束 指向、传输时延、组成)；
(2) 了解GPS的概况，卫星定位系统的用途。
(3) 了解卫星导航概述了解卫星导航系统的分类
⑹了解GPS的用途重点：通信卫星的基本技术
难点：通信卫星的基本技术2、卫星通信主要技术介绍（6学时）
（1） 了解卫星通信的主要调制技术（模拟调制、功率有效的数字调制、频谱有效的数字调制）、 载波和位定时的恢复（2）掌握卫星通信的多址联接方式，包括FDMA、TDMA、SS/TDMA. CDMA和Packet方式等，并 适当加强CDMA方面的内容；
（3）掌握卫星通信的信号处理技术、信源编码和信道编码技术；重点：卫星通信的多址联接方式、口星通信的信号处理技术、信源编码和信道编码技术
难点：卫星通信的多址联接方式、卫星通信的信号处理技术、信源编码和信道编码技术3、GPS理论的相关基础知识（2学时）
（1） 了解人造卫星基础知识了解天文学基础知识
（2） 了解矩阵运算基础知识（4）了解误差理论基础知识
（5）掌握有关的卫星定位的基础知识。
重点：卫星定位的原理难点：卫星定位的原理
4、GPS系统的组成和工作原理（4学时）（1）了解系统的组成
（2） 了解系统的工作原理和测速原理（3）掌握系统的组成及工作原理
重点：GPS系统组成及工作原理难点：GPS系统组成及工作原理
5、GPS定位计算与定位误差（6学时）（1）了解卫星导航电文
（2） 了解定位的解算了解定位误差
（3） 了解不同坐标的转换（5）掌握不同坐标系间的转换，计算坐标，分析误差对结果的影响。
重点：不同坐标系间的转换难点：不同坐标系间的转换
6、信号结构和信号接收（4学时）了解导航信号
（1） 了解伪随机码了解伪码扩频和相关接收
（2） 了解C/A码和P码的转换（5）理解伪码技术的优点；C/A码和P码的转换。
重点：伪码技术的优点；C/A码和P码的转换难点：伪码技术的优点；C/A码和P码的转换
7、GPS用户设备（2学时）（1）了解C/A码单频接收机
（2） 了解用户设备的类型和主要的技术性能了解载波相位法
（4）掌握单频卫星接收机的使用参数是如何设定的。
重点：如何设定单频卫星接收机的使用参数难点：如何设定单频卫星接收机的使用参数
8、GPS的开展和应用（2学时）（1）了解伪距差分技术原理及应用
（2） 了解伪卫星和系统完善性设想（3）掌握伪距GPS差分技术
重点：伪距GPS差分技术难点：伪距GPS差分技术
9、GPS在测量中的实际应用（2学时）（1）了解测量技术设计
（2） 了解陆地及海洋测量中的应用（3）掌握GPS在测量中的应用
重点：GPS在测量中的应用难点:GPS在测量中的应用
四、课程考核（1）作业等：作业：3~5次，课程论文：1篇；
（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩、实验成绩和期终考试成绩相结合。具体比例为：上课 出勤、作业占20%,实验占20%,期末考试成绩占60%。
五、参考书目1> GPS Theory, Algorithms and Applicationsz2nd Edition, Guochang Xu» Aug, 2007o
2、GNSSGlobal Navigation Satellite Systems GPS, GLONASS, Galileo & more,Hofmann-Wellenhof, Nov, 20071,
3、GPS卫星导航定位原理与方法（第二版），科学出版社，刘基余编著，2008年6月。
4、卫星通信系统，人民邮电出版社，吕海寰，1988年5月。
5、Digital Communication, 3rd edition, McGraw-Hill, Inc, John G.Proakis, 1995,电子工业 出版社影印版，1998年9月。
6、卫星通信系统，机械工业出版社，王秉钧，2004年。