GPS测量原理及应用

　　《21世纪高等院校教材：GPS测量原理及应用》系统地介绍了GPS全球卫星导航定位系统的基础知识及其发展，包括系统的组成、与卫星定位相关的坐标和时间参考系统、卫星轨道、卫星信号、定位原理、GPS信号接收机及全球卫星导航定位系统（GNSS）的近期发展动态。书中重点介绍了GPS静态和动态定位的原理，讨论了GPS卫星定位中的有关误差及其处理措施、GPS测量中网的设计与实施作业；详细介绍了GPS定位中的数据处理。《21世纪高等院校教材：GPS测量原理及应用》还较全面地概述了GPS定位测量技术的应用，最后对几种常用的空间大地测量技术作了简要介绍。《21世纪高等院校教材：GPS测量原理及应用》可作为高等院校测绘类本科生或相关专业研究生教材，也可作为测绘专业的科技人员和从事定位与导航工作的科技人员及高等院校相关专业师生的参考书。

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序
前言
第1章GPS卫星定位测量基础
1.1GPS定位系统概述
1.1.1卫星大地测量的发展概况
1.1.2GPS系统的组成
1.1.3其他卫星导航定位系统
1.2GPS定位系统的坐标系
1.2.1天球概述
1.2.2两种天球坐标系及其转换模型
1.2.3极移与国际协议地极原点
1.2.4两种地球坐标系及其转换模型
1.2.5瞬时极(真)天球坐标系到瞬时极(真)
1.2.6WGS-84世界大地坐标系
1.3GPS定位的时间系统
1.3.1世界时系统
1.3.2原子时
1..3.3力学时
1.3,4协调世界时
1.3.5GPS时间系统
l,4人造地球卫星的正常轨道运动
1..4.1二体问题意义下卫星的运动方程
1,4.2开普勒定律和卫星运动的轨道参数
1.4.3卫星的瞬时位置计算
1.4.4卫星运动的瞬时速度计算
1.5人造地球卫星的受摄运动
1.5.1卫星运动的摄动力和受摄运动方程
1.5.2地球引力场摄动力及其对卫星轨道运动
1.5.3日.月引力摄动
1.5.4太阳光压摄动
1.5.5其他摄动力影响
思考题
第2章GPS卫星信号及其测量原理
2.1GPS卫星的测距码信号与伪距测量原理
2.1.1码的基本概念
2.1.2伪随机噪声码及其产生
2.1.3GPS卫星的测距码信号
2.1.4码相关伪距测量原理
2,2GPS卫星的导航电文
2.2.1导航电文的组成格式
2.2.2导航电文的内容
2.3GPS卫星星历
2.3.1GPS卫星的预报星历
2.3.2GPS卫星的后处理星历
2.4GPS卫星的载波信号与相位测量原理
2.4.1GPS卫星的载波信号
2.4.2GPS卫星信号的调制
2.4.3GPS卫星信号的解调
2.4.4载波相位测量原理
2.5美国政府关于GPS卫星信号的限制使用政策
2,5.1GPS工作卫星的SA与AS技术
2.5.2GPS用户的反限制技术措施
2.6GPS信号接收机
2.6,1GPS信号接收机的基本工作原理
2.6.2GPS信号接收机分类
2.6.3几种常见的测量型GPS信号接收机
思考题
第3章GPS静态定位原理
3.1GPS定位方法分类及其误差源
3.1.1GPS定位方法分类
3.1,2GPS测量误差概述
3.1.3卫星星历误差
3.1.4时钟误差
3.1.5卫星信号传播误差
3.1.6与接收设备有关的误差
3.2静态绝对定位原理
3.2.1伪距观测方程及其线性化
3.2.2伪距法绝对定位解
3.2.3卫星几何分布精度因子
3.3静态相对定位原理
3.3.1静态相对定位的一般概念
3.3.2载波相位观测方程及其线性化
3.3.3基线向量的单差模型及其解算
3.3.4基线向量的双差和三差模型及其解算
3.3.5相位观测量线性组合的相关性
3.4整周未知数的确定方法与周跳分析
3.4.1整周未知数的确定方法
3.4.2周跳的探测与修复
3.5GPS快速静态相对定位
3.5.1准动态定位法
3.5.2快速整周未知数解算原理
3.5.3快速整周未知数求解方法
3.5.4快速静态定位作业方式
思考题
第4章GPS动态定位原理
4.1GPS动态绝对定位原理
4.2GPS动态相对定位与差分GPS
4.3差分GPS定位原理
4.3.1位置差分原理
4.3.2伪距差分原理
4.3.3相位平滑伪距差分
4.4载波相位差分原理
4.4.1载波相位差分GPS定位原理
4.4.2整周未知数的动态求解
4.4.3RTKGPS定位设备
4.5动态相对定位中的坐标转换
4.5.1三维空间直角坐标系下的坐标转换
4.5.2平面坐标转换
4.6广域差分GPS
4.6.1单站差分GPS
4.6.2局部区域差分GPS
4.6.3广域差分GPS系统
思考题
第5章GPS控制网的设计与外业工作
5.1GPS网的构网特点与网形设计一般原则
5.1.1GPS网的构网特点
5.1.2GPS控制网的构网方式
5.1.3GPS控制网网形设计的一般原则
5.2GPS控制网的优化设计
5.2.1GPS测量的特点以及优化设计的内容
5,2.2GPS网基准的优化设计
5.2.3GPS网的精度设计
5.2.4GPS网精度设计实例
5.3GPS网的可靠性设计
5.3.1GPS网可靠性概念
5.3.2传统控制网可靠性设计标准
5.3.3GPS控制网可靠性设计标准
5.3.4顾及可靠性标准的GPS网的设计
5.4GPS测量的外业工作
5.4.1选点与埋设标志
5.4.2GPS接收机的检验
5.4.3GPS卫星预报与观测调度计划
5.4.4GPS外业观测工作
5.4.5GPS相对定位作业模式
5.5GPS基线向量解算与网平差概述
5.5.1GPS基线向量解算
5.5.2GPS网平差与坐标转换概述
5.6GPS观测成果检验与技术总结
5.6.1GPS观测成果的检验
5.6.2GPS测量的技术总结与上交资料
思考题
第6章GPS定位测量数据处理
6.1概述
6.2国家坐标系与地方独立坐标系
6.2.1旋转椭球与参心坐标系
6.2.254北京和80西安国家坐标系
6.2.3站心坐标系
6.2.4地方独立坐标系
6.2.5高斯平面直角坐标系和UTM坐标系
6.3GPS定位测量中的坐标转换
6.3.1空间直角坐标系与椭球大地坐标系的关系
6.3.2三维坐标转换模型
6.3.3三维坐标差转换模型
6.3.4联合平差确定转换参数
6.4GPS网的三维平差
6.4.1三维无约束平差
6.4.2GPS网的三维约束平差
6.4.3GPS网的三维联合平差
6.4.4GPS网的三维平差中若干问题的处理
6.5GPS基线向量网的二维平差
6.5.1GPS基线向量网的二维投影变换
6.5.2GPS基线向量网的二维平差
6.5.3GPS网子差约束基准兼容性检验
6.6GPS高程
6.6.1高程系统简介
6.6.2GPS水准
6.6.3GPS重力高程
6.6.4GPS高程精度
思考题
第7章GPS定位测量技术应用
7.1GPS在大地测量与地球动力学研究中的应用
7.1.1GPS在大地测量中的应用
7.1.2GPS在地球动力学研究中的应用
7.2GPS在灾害监测与预报中的应用
7.2.1GPS在滑坡.矿山地面沉陷等灾害地质监测中的应用
7.2.2GPS在大城市地面沉降监测中的应用
7,2.3GPS在大坝.桥梁.海上钻井平台等工程形变监测中的应用
7.3GPS在工程测量以及摄影测量与遥感技术中的应用
7.3.1GPS在桥梁与隧道控制测量中的应用
7.3.2GPS在各种线路工程测量中的应用
7.3.3GPS在摄影测量与遥感技术中的应用
7.4GPS定位技术的其他应用
7.4.1GPS在海洋测绘中的应用
7.4.2GPS在农业.林业与野外考查中的应用
7.4.3GPS在导航.航天及天气预报中的应用
7.4.4GPS测时.测速
思考题
第8章现代全球卫星导航定位系统发展
8.1全球导航卫星系统概述
8.2俄罗斯卫星导航系统--GLONASS卫星系统
8.2.1GLONASS系统的发展与结构
8.2.2GLONASS系统频率和信号
8.2.3现阶段GLONASS系统存在的问题与发展方向
8.3欧洲卫星导航系统--Galileo系统
8.3.1Calileo系统的结构和组成
8.3.2Calileo系统的信号
8.3.3Galileo系统的特点与GPS的同异及兼容性
8.4北斗双星导航定位系统--砠SS系统
8.4.1双星定位系统的组成
8.4.2双星定位系统的定位原理及方法
8.4.3双星导航定位系统的功能与特点
8.5GPS现代化的构架与作用
8.5.1现有GPS系统存在的问题
8.5.2GPS现代化的构架
8.5.3GPS现代化计划的进程安排
8.6空间大地测量新技术简介
8.6.1甚长基线干涉测量
8.6.2卫星激光测距
8.6.3卫星测高
8.6.4合成孔径雷达干涉测量
8.6.5由卫星集成的多普勒定轨和无线电定位系统
8.6.6精密测距及其变率测量系统
思考题
参考文献