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本书围绕天空地一体化自组织网络导航技术及其应用，探讨了网络架构、网络感知与自愈、导航通信协同、组网导航增强等主要问题。本书结合空间信息网络的全新研究成果以及我国基于北斗的综合定位导航授时体系呈现出的 加泛在、 加融合、 加智能的发展趋势，提出了导航增强自组织网络架构、导航自组织网络的感知与自愈、导航通信自组织网络、组网导航增强技术及应用模式，进行了天空地一体化组网导航集成仿真验证，解决了异质异构网络多维度协同、突变需求下高动态网络动态调整、时空间变化的随机误差准确消除等问题。

本书可作为高等院校通信与网络、计算机等专业的师生的教学参考书，也可供信息类相关领域的研究和实践工作者参考。

第1章 绪论001

1.1 研究背景002

1.2 外研究现状003

1.2.1 导航增强动态自组织网络架构003

1.2.2 节点动态感知与网络自愈010

1.2.3 导航增强012

1.3 小结015

参考文献016

第2章 导航增强自组织网络架构025

2.1 引言026

2.2 时空基准的统一和维持技术026

2.2.1 异质异构网络时间基准统一和维持技术027

2.2.2 异质异构网络空间基准统一和维持技术032

2.2.3 时间基准统一与维持技术仿真验证032

2.3 临近空间动态导航网络构型035

2.3.1 临近空间导航网络构型基础036

2.3.2 单元构型041

2.3.3 飞艇动态组网运动特性表征049

2.3.4 超压气球动态组网运动特性表征051

2.3.5 动态组网模型及边界优化算法053

2.4 临近空间组网协同定位方法061

2.4.1 协同定位应用场景和问题描述061

2.4.2 协同定位方法基本原理062

2.4.3 无迹卡尔曼滤波算法064

2.4.4 基于UKF的组网协同定位方法067

2.4.5 仿真结果分析068

2.5 小结070

参考文献071

第3章 导航自组织网络的感知与自愈073

3.1 引言074

3.1.1 GNSS伪卫星技术075

3.1.2 导航自组织网络084

3.2 导航自组织网络的协同定位090

3.2.1 基本原理091

3.2.2 小二乘估计协同定位方法094

3.2.3 卡尔曼滤波协同定位方法097

3.2.4 粒子滤波协同定位方法103

3.2.5 仿真分析110

3.3 导航自组织网络的故障检测117

3.3.1 GNSS RAIM算法118

3.3.2 自组织网络节点故障模式分析125

3.3.3 自组织网络节点故障检测方法132

3.3.4 仿真分析138

3.4 导航自组织网络的误差估计142

3.4.1 导航组网测距精度评估143

3.4.2 导航自组织网络的测距误差包络144

3.4.3 基于稳定分布的误差包络方法145

3.4.4 仿真分析148

3.5 导航自组织网络的用户定位151

3.5.1 导航自组织网络用户定位方法151

3.5.2 定位性能的评价152

3.5.3 仿真分析154

3.6 小结157

参考文献157

第4章 导航通信自组织网络161

4.1 引言162

4.2 基于时空信息的动态路由技术162

4.2.1 动态自组织网络的概念162

4.2.2 动态路由协议164

4.3 基于网络编码技术的空间自组织网络技术169

4.3.1 基于位置坐标的动态组网170

4.3.2 基于动态路由的通信机制176

4.3.3 动态组网应用模式177

4.4 “同平台，共网络”导航通信组网技术182

4.4.1 “同平台，共网络”概念介绍182

4.4.2 临近空间组网技术研究进展184

4.4.3 空基平台组网动态拓扑技术186

4.4.4 组网的路由算法技术191

4.4.5 临近空间平台导航定位技术原理192

4.5 小结194

参考文献195

第5章 组网导航增强技术及应用模式197

5.1 引言198

5.2 组网导航的完好性增强方法199

5.2.1 卫星导航的完好性增强技术199

5.2.2 导航自组织网络的空基增强技术203

5.2.3 导航自组织网络的地基增强技术213

5.3 小结217

参考文献217

第6章 天空地一体化组网导航集成仿真验证系统219

6.1 引言220

6.2 集成仿真系统架构220

6.2.1 系统架构设计分析221

6.2.2 系统模块化设计222

6.2.3 系统仿真数据225

6.2.4 仿真验证流程226

6.2.5 仿真平台软件架构227

6.3 集成仿真验证系统设计229

6.3.1 仿真想定子系统229

6.3.2 仿真控制子系统232

6.3.3 体系分析子系统233

6.3.4 组网通信子系统236

6.3.5 业务模拟子系统241

6.3.6 效能评估子系统246

6.4 小结249

参考文献249

名词索引251

巩应奎 空天信息创新研究院研究员， 自然科学基金委员会项目评审专家，世界交通运输大会“航空通信导航监视”技术委员会主 席，主要从事空天组网导航、智能可信导航及系统仿真评估等技术研究与开发工作，先后主持承担了 自然科学基金会重点项目、导航专项分系统、“863”计划重点项目等十余项科研项目。在 外学术期刊发表论文四十余篇，授 权发明专利十余项。

  薛瑞北京航空航天大学教授、博士生导师，长期从事航空导航、空中交通管理等领域技术研究和开发工作，获得 万人计划“青年拔尖人才支持计划”支持，获得中国青年科学技术奖、 技术发明奖一等奖1项（排名第3）、 科学技术进步奖二等奖2项（分别排名第2、第3）。

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书籍介绍

本书围绕天空地一体化自组织网络导航技术及其应用，探讨了网络架构、网络感知与自愈、导航通信协同、组网导航增强等主要问题。本书结合空间信息网络的全新研究成果以及我国基于北斗的综合定位导航授时体系呈现出的更加泛在、更加融合、更加智能的发展趋势，提出了导航增强自组织网络架构、导航自组织网络的感知与自愈、导航通信自组织网络、组网导航增强技术及应用模式，进行了天空地一体化组网导航集成仿真验证，解决了异质异构网络多维度协同、突变需求下高动态网络动态调整、时空间变化的随机误差准确消除等问题。本书可作为高等院校通信与网络、计算机等专业的师生的教学参考书，也可供信息类相关领域的研究和实践工作者参考。