GPS测量原理及应用【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

GPS测量原理及应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一章 绪论1

1.1卫星导航定位系统的发展1

1.1.1早期的卫星定位技术1

1.1.2子午卫星导航系统的应用及其缺陷1

1.1.3 GPS全球定位系统的建立2

1.1.4 GLONASS全球卫星导航系统4

1.1.5伽利略（GALILEO）全球卫星导航系统6

1.1.6北斗卫星导航试验系统9

1.1.7全球卫星导航系统（GNSS）11

1.2 GPS系统组成13

1.2.1 GPS工作卫星及其星座13

1.2 2地面监控系统14

1.2.3 GPS信号接收机14

1.3 BDS系统组成15

1.3.1系统概述15

1.3.2空间星座16

1.3.3地面控制16

1.3.4用户终端部分17

1.3.5系统现状17

1.3.6系统应用17

1.4 GPS在国民经济建设中的应用18

1.4.1 GPS系统的特点18

1.4.2 GPS系统的应用前景19

1.4.3我国的GPS定位技术应用和发展情况20

第二章 坐标系统和时间系统22

2.1天球坐标系与地球坐标系22

2.1.1天球坐标系22

2.1.2大地坐标系23

2.1.3站心赤道直角坐标系与站心地平直角坐标系23

2.1.4卫星测量中常用坐标系25

2.2 W GS-84坐标系和我国大地坐标系29

12.2.1 WGS-84大地坐标系29

2.2.2国家大地坐标系30

2.2.3地方独立坐标系31

2.2.4 ITRF坐标框架简介32

2.2.5 GLONASS卫星导航系统采用的PZ-90坐标系33

2.3坐标系统之间的转换33

2.3.1不同空间直角坐标系统之间的转换33

2.3.2不同大地坐标系的换算35

2.3.3将大地坐标（B， L）转换为高斯平面坐标（x，y）35

2.4时间系统35

2.4.1恒星时ST （Sidereal Time）35

2.4.2平太阳时MT（Mean Solar Time）36

2.4.3世界时UT（Universal Time）36

2.4.4原子时ATI （International Atomic Time）36

2.4.5协调世界时UTC （Coordinated Universal Time）36

2.4.6 GPS时间系统37

2.4.7时间系统之间的关系37

2.4.8 BDS时间系统38

第三章 卫星运动基础及GPS卫星星历39

3.1概述39

3.2卫星的无摄运动39

3.2.1卫星运动的轨道参数39

3.2.2二体问题的运动方程40

3.2.3二体问题微分方程的解42

3.3卫星的受摄运动43

3.3.1各种作用力的特性及其影响44

3.3.2卫星受摄运动方程45

3.4 GPS卫星星历47

第四章GPS卫星信号和导航电文51

4.1 GPS卫星信号51

4.1.1.概述51

4.1.2伪随机噪声码的产生及特性52

4.1.3粗码C／A码54

4.1.4精码P（Y）码54

4.2 GPS卫星的导航电文55

4.2.1遥测码55

4.2.2转换码56

4.2.3第一数据块56

4.2.4第二数据块57

4.2.5第三数据块57

4.3 GPS卫星位置的计算58

4.3.1 GPS卫星位置计算的步骤58

4.3.2 GPS卫星位置计算的示例60

4.4 BDS导航电文与卫星坐标计算61

4.4.1 BDS卫星信号61

4.4.2 BDS卫星导航电文62

4.4.3 BDS卫星位置计算的步骤65

4.5 GPS接收机基本工作原理67

4.5.1 GPS接收机的分类68

4.5.2 GPS接收机的组成及工作原理69

4.5.3软件GPS接收机72

第五章GPS卫星定位基本原理74

5.1概述74

5.2伪距测量75

5.2.1伪距测量75

5.2.2伪距定位观测方程77

5.3载波相位测量77

5.3.1载波相位测量原理78

5.3.2载波相位测量的观测方程79

5.3.3整周未知数N0的确定79

5.4整周跳变的修复80

5.4.1屏幕扫描法81

5.4.2用高次差或多项式拟合法81

5.4.3在卫星间求差法82

5.4.4用双频观测值修复周跳82

5.4.5根据平差后的残差发现和修复整周跳变83

5.5 GPS绝对定位与相对定位83

5.5.1静态绝对定位83

5.5.2静态相对定位86

5.6美国的GPS政策90

5.6.1美国的SA和AS政策90

5.6.2 GPS现代化计划92

5.6.3针对SA和AS政策的对策92

5.7差分GPS定位原理93

5.7.1单站GPS的差分（SRDGPS）94

5.7.2局部区域GPS差分系统（LADGPS）95

5.7.3广域差分96

5.8 CORS及网络RTK技术98

5.9全球实时GPS差分系统100

第六章GPS卫星导航102

6.1概述102

6.2 GPS卫星导航原理103

6.2.1单点动态定位103

6.2.2伪距差分动态定位104

6.2.3动态载波相位差分测量105

6.3 GPS用于测速、测时、测姿态106

6.3.1 GPS测速106

6.3.2 GPS定时107

6.3.3 GPS干涉仪载体姿态测量109

6.4 GPS卫星导航方法111

6.4.1基本概念111

6.4.2 GPS单机导航112

6.4.3差分GPS导航112

6.4.4 GPS／惯性组合导航113

6.5精密单点定位技术116

6.5.1精密单点定位原理116

6.5.2精密单点定位中的数据预处理117

6.5.3精密单点定位中的误差改正117

第七章GPS测量的误差来源及其影响119

7.1 GPS测量主要误差分类119

7.2与信号传播有关的误差119

7.2.1电离层折射119

7.2.2对流层折射123

7.2.3多路径误差124

7.3与卫星有关的误差127

7.3.1卫星星历误差127

7.3.2卫星钟的钟误差129

7.3.3.相对论效应129

7.4与接收机有关的误差130

7.4.1接收机钟误差130

7.4.2接收机的位置误差130

7.4.3天线相位中心位置的偏差131

7.4.4 GPS天线相位中心的偏差131

7.5其他误差133

7.5.1地球自转的影响133

7.5.2地球潮汐改正134

第八章GPS测量的设计与实施135

8.1 GPS测量的技术设计135

8.1.1 GPS网技术设计的依据135

8.1.2 GPS网的精度、密度设计135

8.1.3 GPS网的基准设计137

8.1.4 GPS网构成的几个基本概念及网特征条件138

8.1.5 GPS网的图形设计140

8.2 GPS测量的外业准备及技术设计书编写143

8.2.1 测区踏勘143

8.2.2资料收集143

8.2.3设备、器材筹备及人员组织143

8.2.4拟订外业观测计划144

8.2.5设计GPS网与地面网的联测方案144

8.2.6 GPS接收机选型及检验145

8.2.7技术设计书编写147

8.2.8 GPS卫星可见性预报示例148

8.2.9 GPS技术设计示例——三峡库区A、 B级GPS网观测技术设计149

8.3 GPS测量的外业实施155

8.3.1选点155

8.3.2标志埋设155

8.3.3观测工作157

8.4 GPS测量的作业模式160

8.4.1经典静态定位模式161

8.4.2快速静态定位161

8.4.3准动态定位161

8.4.4往返式重复设站162

8.4.5动态定位162

8.4.6实时动态测量的作业模式与应用162

8.5数据预处理及观测成果的质量检核164

8.5.1数据预处理164

8.5.2观测成果的外业检核165

8.5.3 A、 B级GPS网基线处理结果质量检核166

8.5.4野外返工167

8.5.5 GPS网平差处理168

8.6技术总结与上交资料168

8.6.1技术总结168

8.6.2上交资料169

第九章GPS测量数据处理170

9.1概述170

9.1.1数据传输170

9.1.2数据预处理171

9.1.3基线向量的解算及网平差172

9.2 GPS基线向量的解算173

9.2.1双差观测值模型173

9.2.2法方程的组成及解算175

9.2.3精度评定176

9.2.4基线向量解算结果分析176

9.2.5 GPS基线向量解算示例177

9.3 GPS定位成果的坐标转换181

9.3.1 GPS定位结果的表示方法181

9.3.2 GPS定位成果的坐标转换182

9.3.3坐标转换中协因数阵的转换183

9.3.4只有一个重合点时的坐标转换184

9.3.5只有一个重合点和一个已知大地方位角时的坐标转换184

9.3.6 GPS网投影变换至地方独立坐标系185

9.3.7地方独立坐标系内的平面投影公式185

9.4基线向量网平差185

9.4.1 GPS基线向量网的无约束平差186

9.4.2 GPS基线向量网的约束平差187

9.4.3 GPS基线向量网与地面网联合平差191

9.5 GPS高程192

9.5.1GPS水准高程192

9.5.2 GPS重力高程199

9.5.3 GPS三角高程200

9.5.4应用实例200

9.5.5提高GPS水准精度的措施201

9.6精密基线解算软件简介202

9.6.1 GAMIT／GLOBK软件203

9.6.2 BERNESE软件205

第十章GPS应用210

10.1 GPS在大地控制测量中的应用210

10.1.1概述210

10.1.2全球或全国性的高精度GPS网210

10.1.3区域性GPS大地控制网211

10.2 GPS在精密工程测量及变形监测中的应用212

10.2.1 GPS用于建立精密工程控制网的可行性212

10.2.2 GPS用于工程变形监测的可行性213

10.2.3隔河岩水库大坝外观变形GPS自动化监测系统214

10.2.4 GPS在滑坡外观变形监测中的应用215

10.2.5 GPS在机场轴线定位中的应用220

10.3 GPS在航空摄影测量中的应用220

10.3.1常规空中三角测量221

10.3.2 GPS用于空中三角测量的可行性221

10.3.3机载GPS天线相位中心位置的确定222

10.3.4机载GPS天线与摄影机偏心测量223

10.3.5 GPS辅助空中三角测量联合平差224

10.3.6 GPS辅助空中三角测量实验结果分析224

10.4 GPS在线路勘测及隧道贯通测量中的应用226

10.4.1概述226

10.4.2线路GPS控制网的建立227

10.4.3长隧道GPS施工控制网228

10.4.4地铁精密导线GPS测量229

10.4.5应用前景230

10.5 GPS在地形、地籍及房地产测量中的应用230

10.5.1概述230

10.5.2 RTK技术用于各种控制测量230

10.5.3 RTK技术在地籍和房地产测量中的应用231

10.6 GPS在海洋测绘中的应用231

10.6.1概述231

10.6.2用GPS定位技术进行高精度海洋定位232

10.6.3中国沿海RBN／DGPS系统232

10.6.4 GPS技术用于建立海洋大地控制网232

10.6.5 GPS在水下地形测绘中的应用233

10.7 GPS在智能交通系统中的应用234

10.7.1车辆GPS定位管理系统235

10.7.2应用差分GPS技术的车辆管理系统236

10.7.3应用前景236

10.8 GPS在地球动力学及地震研究中的应用237

10.8.1中国地壳运动监测网237

10.8.2青藏高原地球动力学监测网237

10.8.3首都圈GPS地表形变监测网238

10.8.4龙门山GPS地壳形变监测网238

10.8.5世界各地GPS地壳运动监测网238

10.8.6南极菲尔德斯海峡形变监测网239

10.9 GPS在气象方面的应用239

10.9.1 GPS气象学简介239

10.9.2 GPS气象学分类240

10.9.3 GPS气象学的原理240

10.9.4 GPS／MET的应用前景241

10.10 GPS在航海航空导航中的应用242

10.10.1 GPS航海导航应用242

10.10.2 GPS航空导航应用243

10.11 GNSS技术在煤矿开采沉陷自动化监测中的应用246

10.11.1系统组成247

10.11.2系统建设247

10.11.3系统精度250

10.12 GPS在电离层监测方面的应用251

10.13 GPS-R遥感应用252

10.14 GPS在其他领域中的应用253

10.14.1在农业领域中的应用253

10.14.2在林业管理方面的应用254

10.14.3在旅游及野外考察中的应用254

主要参考文献255