导语

  

内容提要

  

    全球导航卫星系统(GNSS) 在经济建设、国防建设和日常生活中得到了越来越广泛的应用。本教材结合教学研究、科学研究、生产实践的相关成果，从卫星导航定位技术的发展和现状、基础知识和基本原理、技术设计和实施、数据处理与基本算法、应用领域和案例等方面，对全球导航卫星系统(GNSS)进行较详细的介绍，部分章节给出了相关的算例。
    本教材在注重基本知识和基本理论的同时，更注重GNSS技术的应用，通俗易懂，适应面宽，可操作性强。可作为高等学校测绘工程专业及其相关专业本科生和研究生的教材使用, 教师可根据专业性质、已有的学习基础、学时数和学生的层次从中选择所需的内容。也可为从事GNSS技术理论研究和应用研究的科研人员和工程技术人员提供参考。

第1章  绪论
  1.1  卫星导航定位技术简介
    1.1.1  空间定位技术的发展
    1.1.2  GPS简介
    1.1.3  GLONASS简介
    1.1.4  BDS简介
    1.1.5  GALILEO简介
    1.1.6  其他导航定位系统
    1.1.7  GNSS简介
  1.2  卫星导航定位系统组成
    1.2.1  卫星星座
    1.2.2  地面监控系统
    1.2.3  信号接收机
  1.3  GNSS技术特点及应用
    1.3.1  GNSS的特点
    1.3.2  GNSS技术对经典大地测量的影响
    1.3.3  GNSS的应用
  思考题
第2章  坐标系统和时间系统
  2.1  天球坐标系与地球坐标系
    2.1.1  协议天球坐标系
    2.1.2  协议地球坐标系
    2.1.3  站心坐标系
  2.2  GNSS坐标系统
    2.2.1  GPS坐标系
    2.2.2  BDS坐标系
    2.2.3  GLONASS坐标系
    2.2.4  GALILEO坐标系
    2.2.5  国际地球参考框架简介
  2.3  时间系统
    2.3.1  时间系统简介
    2.3.2  GNSS时间系统
    2.3.3  数据处理中常用的时间标示方法及其换算
  思考题
第3章  卫星运动基础及卫星星历
  3.1  概述
    3.1.1  卫星轨道在定位中的意义
    3.1.2  影响卫星轨道的因素及其研究方法
  3.2  卫星的无摄运动
    3.2.1  卫星运动的开普勒定律
    3.2.2  无摄卫星轨道的描述
    3.2.3  计算真近点角
  3.3  卫星的受摄运动
    3.3.1  卫星运动的摄动力
    3.3.2  地球引力场摄动力的影响
    3.3.3  日月引力的影响
    3.3.4  太阳光压的影响
  3.4  卫星星历
      一.3.4.1  广播星历
    3.4.2  精密星历
  思考题
第4章  卫星信号和导航电文
  4.1  GPS卫星信号和导航电文
    4.1.1  GPS卫星信号
    4.1.2  GPS卫星导航电文
  4.2  BDS卫星信号和导航电文
    4.2.1  BDS卫星信号
    4.2.2  BDS卫星导航电文
  4.3  卫星位置的计算
    4.3.1  GPS卫星位置的计算
    4.3.2  BDS卫星位置的计算
    4.3.3  GLONASS卫星位置的计算
    4.3.4  计算实例
  4.4  观测历元卫星瞬时坐标的计算
    4.4.1  卫星轨道拟合
    4.4.2  观测历元卫星瞬时坐标的计算
  思考题
第5章  卫星定位基本原理
  5.1  概述
  5.2  伪距测量
    5.2.1  伪距测量原理
    5.2.2  伪距测量的观测方程
  5.3  载波相位测量
    5.3.1  载波相位测量原理
    5.3.2  载波相位测量的观测方程
    5.3.3  RINEX格式观测值文件简介
  5.4  周跳探测基本方法
    5.4.1  产生周跳的原因
    5.4.2  屏幕扫描法
    5.4.3  高次差或多项式拟合法
    5.4.4  卫星间求差法
    5.4.5  多项式拟合法
    5.4.6  电离层残差法
    5.4.7  伪距／载相组合法
  5.5  伪距绝对定位
    5.5.1  伪距绝对定位的基本原理
    5.5.2  伪距绝对定位的精度评价
    5.5.3  精密单点定位
  5.6  载波相位相对定位
    5.6.1  载波相位观测值的线性组合
    5.6.2  载波相位相对定位基本原理
  5.7  差分定位基本原理
    5.7.1  概述
    5.7.2  单基准站差分
    5.7.3  多基准站差分
    5.7.4  CORS系统简介
  思考题
第6章  GNss测量误差来源及其改正
  6.1  与卫星有关的误差
    6.1.1  卫星星历误差
    6.1.2  卫星钟误差
    6.1.3  相对论效应
  6.2  与传播路径有关的误差
    6.2.1  对流层折射误差
    6.2.2  电离层折射误差
    6.2.3  多路径误差
  6.3  与接收设备有关的误差
    6.3.1  观测误差
    6.3.2  接收机钟差
    6.3.3  天线相位中心偏差
    6.3.4  天线高丈量误差
    6.3.5  起始点坐标误差
    6.3.6  接收机硬件延迟偏差
  6.4  其他误差
    6.4.1  地球自转改正
    6.4.2  固体潮改正
    6.4.3  极潮改正
    6.4.4  海洋潮改正
  思考题
第7章  GNSS卫星导航
  7.1  导航系统简介
  7.2  GNSS卫星导航基本原理
    7.2.1  单点动态定位
    7.2.2  伪距差分动态定位
    7.2.3  动态载波相位差分定位
  7.3  GNSS测速、测时、测姿
    7.3.1  GNSS测速
    7.3.2  GNSS测时
    7.3.3  GNSS测姿
  7.4  GNSS卫星导航方法
    7.4.1  单机导航
    7.4.2  差分导航
    7.4.3  GNSS／INS组合导航
  7.5  PPP技术
    7.5.1  PPP技术概念
    7.5.2  PPP基本模型
    7.5.3  PPP涉及的主要问题
  思考题
第8章  GNSS测量技术设计与实施
  8.1  GNSS测量的技术设计
    8.1.1  GNSS网技术设计的依据
    8.1.2  GNSS网的精度、密度设计
    8.1.3  GNSS网的基准设计
    8.1.4  GNSS网的图形设计
  8.2  GNSS测量的外业准备及技术设计书编写
    8.2.1  测区踏勘及资料收集
    8.2.2  GNSS接收机选型及检验
    8.2.3  拟定外业观测计划
    8.2.4  技术设计书的编写
  8.3  GNSS测量的外业实施
    8.3.1  选点
    8.3.2  标志埋设
    8.3.3  观测工作
  8.4  GNSS的作业模式
    8.4.1  经典静态定位
    8.4.2  快速静态定位
    8.4.3  准动态定位
    8.4.4  动态定位
  8.5  技术总结和上交资料
    8.5.1  技术总结
    8.5.2  成果验收与上交资料
  思考题
第9章  GNSS测量数据处理
  9.1  概述
  9.2  GNSS基线向量的模糊度解算
    9.2.1  模糊度解算方法概述
    9.2.2  确定整周模糊度的经典待定系数法
    9.2.3  确定整周模糊度的交换天线法
    9.2.4  确定整周模糊度的快速解算法(FARA)
    9.2.5  确定整周模糊度的动态方法
  9.3  基于LAMBDA算法的整周模糊度解算
    9.3.1  参数最小二乘估值
    9.3.2  整周模糊度估计——变换
    9.3.3  整周模糊度估计——搜索
    9.3.4  模糊度搜索空间的尺寸
  9.4  基线解算质量评价
    9.4.1  回代算法
    9.4.2  外业观测成果质量评价
    9.4.3  同步基线解算质量评价
    9.4.4  重复观测边检核
    9.4.5  同步环闲合差检核
    9.4.6  异步环闭合差检核
  9.5  GNSS基线向量网平差
    9.5.1  平差方法概述
    9.5.2  GNSS网空间无约束平差模型
    9.5.3  GNSS网空间无约束平差质量评价
  9.6  GNSS网坐标系统转换
    9.6.1  空间直角坐标系统转换模型
    9.6.2  高斯投影
    9.6.3  平面直角坐标系统转换模型
  9.7  GNSS网高程系统转换
    9.7.1  高程系统转换方法
    9.7.2  高程系统转换质量评价
  思考题
第10章  GNSS应用
  10.1  GNSS在大地控制测量中的应用
    10.1.1  概述
    10.1.2  全球或全国性的高精RGPS网
    10.1.3  区域性GNSS大地控制网
  10.2  GNSS在变形监测中的应用
    10.2.1  隔河岩水库大坝外观变形GPS自动化监测系统
    10.2.2  矿区开采沉陷GNSS自动化监测系统
    10.2.3  洞庭湖平原构造沉降GPS监测
    10.2.4  GNSS在滑坡体外观变形监测中的应用
  10.3  GNSS在其他领域中的应用
    10.3.1  GNSS在车辆安全运营监控管理中的应用
    10.3.2  GNSS在电离层监测方面的应用
    10.3.3  GNSS在农业领域中的应用
    10.3.4  GNSS在林业管理方面的应用
  思考题
参考文献