GPS定位技術(shù)及其應(yīng)用

第1章 緒論

1.1 衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展歷史

1.1.1 早期的衛(wèi)星定位技術(shù)

1.1.2 衛(wèi)星多普勒定位系統(tǒng)

1.2 GPS的組成

1.2.1 衛(wèi)星星座部分

1.2.2 地面監(jiān)控部分

1.2.3 用戶設(shè)備部分

1.3 GPS的特點(diǎn)及用途

1.3.1 GPS相對(duì)于常規(guī)測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

1.3.2 GPS相對(duì)于其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.3.3 GPS的應(yīng)用前景與現(xiàn)代化進(jìn)程

1.4 GALILE0系統(tǒng)

1.4.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.4.2 GALILEO系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

1.4.3 GALILEO系統(tǒng)精度分析

1.4.4 GALILEO系統(tǒng)的管理和實(shí)施

1.5 我國(guó)衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用概況

1.5.1 衛(wèi)星多普勒定位技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展

1.5.2 GPS在我國(guó)的應(yīng)用和發(fā)展

1.5.3 我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展

習(xí)題

第2章 GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)

2.1 概述

2.1.1 坐標(biāo)系統(tǒng)

2.1.2 時(shí)間系統(tǒng)

2.2 協(xié)議天球坐標(biāo)系

2.2.1 天球的基本概念

2.2.2 天球坐標(biāo)系

2.2.3 歲差與章動(dòng)的影響

2.2.4 協(xié)議天球坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換

2.3 協(xié)議地球坐標(biāo)系

2.3.1 地球坐標(biāo)系

2.3.2 協(xié)議地球坐標(biāo)系

2.3.3 協(xié)議天球坐標(biāo)系與協(xié)議地球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

2.4 國(guó)家坐標(biāo)系與地方坐標(biāo)系

2.4.1 地球參心坐標(biāo)系

2.4.2 站心坐標(biāo)系

2.4.3 國(guó)家大地坐標(biāo)系

2.4.4 地方獨(dú)立坐標(biāo)系

2.4.5 高斯平面直角坐標(biāo)系

2.5 WGS一84坐標(biāo)系

2.6 時(shí)間系統(tǒng)

2.6.1 時(shí)間系統(tǒng)概述

2.6.2 世界時(shí)系統(tǒng)

2.6.3 原子時(shí)

2.6.4 力學(xué)時(shí)

2.6.5 協(xié)調(diào)世界時(shí)

2.6.6 GPS時(shí)間系統(tǒng)

習(xí)題

第3章 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)與GPS衛(wèi)星信號(hào)

3.1 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)

3.1.1 概述

3.1.2 開普勒定律

3.1.3 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道參數(shù)描述

3.1.4 真近點(diǎn)角FA的計(jì)算

3.2 衛(wèi)星瞬時(shí)位置與瞬時(shí)速度的計(jì)算

3.2.1 衛(wèi)星的瞬時(shí)位置

3.2.2 衛(wèi)星的運(yùn)行速度

3.3 衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)

3.4 GPS衛(wèi)星的星歷

3.4.1預(yù)報(bào)星歷

3.4.2后處理星歷

3.5 GPS衛(wèi)星信號(hào)

3.6 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文

3.6.1 導(dǎo)航電文的內(nèi)容

3.6.2 RINEX數(shù)據(jù)格式

習(xí)題

事4章 GPS衛(wèi)星定位原理

4.1 概述

4.1.1 偽距測(cè)量

4.1.2 載波相位測(cè)量

4.2 GPS絕對(duì)定位原理

4.2.1 測(cè)碼偽距觀測(cè)方程

4.2.2 測(cè)相偽距觀測(cè)方程

4.2.3 靜態(tài)絕對(duì)定位

4.3 相對(duì)定位原理

4.3.1 靜態(tài)相對(duì)定位的概念

4.3.2 觀測(cè)方程及其解算

4.4 差分GPS定位原理

4.4.1 位置差分原理

4.4.2 偽距差分原理

4.4.3 載波相位差分原理

4.4.4 局部區(qū)域GPS差分技術(shù)

4.5 廣域差分GPS系統(tǒng)

4.5.1 廣域差分(3PS系統(tǒng)的基本思想

4.5.2 廣域差分GPS系統(tǒng)的工作流程

4.5.3 廣域差分GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)

4.5.4 我國(guó)建立廣域差分GPS系統(tǒng)的方案

4.5.5 我國(guó)廣域差分GPS系統(tǒng)C/A碼單點(diǎn)定位試驗(yàn)

4.6 周跳與整周未知數(shù)的確定

4.6.1 整周跳變修復(fù)

4.6.2 整周未知數(shù)N0的確定

習(xí)題

第5章 GPS接收機(jī)基本工作原理

5.1 GPS接收機(jī)的分類

5.2 GPS接收機(jī)工作原理

5.3 幾種常用的GPS接收機(jī)

5.3.1 Trimble GPS接收機(jī)

5.3.2 Leica GPS接收機(jī)

5.3.3 Ashtech GPS接收機(jī)

5.3.4 中海達(dá)GPS接收機(jī)

5.3.5 發(fā)展趨勢(shì)

5.4 GPS儀器的檢驗(yàn)與維護(hù)

5.4.1 GPS接收機(jī)的檢驗(yàn)

5.4.2 GPS接收機(jī)的維護(hù)

習(xí)題

第6章 GPS測(cè)量的誤差來源與減弱措施

6.1 GPS測(cè)量誤差的分類

6.2 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差

6.2.1 衛(wèi)星星歷誤差

6.2.2 衛(wèi)星鐘誤差

6.2.3 相對(duì)論效應(yīng)的影響

6.3 與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差

6.3.1 電離層折射誤差

6.3.2 對(duì)流層折射誤差

6.3.3 多路徑效應(yīng)誤差

6.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差

6.4.1 接收機(jī)鐘誤差

6.4.2 接收機(jī)安置誤差

6.4.3 天線相位中心位置偏差

6.5 其他誤差

6.5.1 地球自轉(zhuǎn)的影響

6.5.2 地球潮汐的影響

習(xí)題

第7章 GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)施

7.1 GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)

7.1.1 GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)

7.1.2 GPS網(wǎng)的精度設(shè)計(jì)

7.1.3 GPS網(wǎng)的基準(zhǔn)與網(wǎng)形設(shè)計(jì)

7.2 GPS測(cè)量的測(cè)前準(zhǔn)備與技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫

7.2.1 測(cè)區(qū)踏勘與資料收集

7.2.2 外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃的擬定

7.2.3 儀器準(zhǔn)備與人員組織

7.2.4 技術(shù)設(shè)計(jì)書的編寫

7.3 GPS測(cè)量的實(shí)施

7.3.1 選點(diǎn)

7.3.2 埋設(shè)標(biāo)志

7.3.3 觀測(cè)

7.3.4 GPS測(cè)量的作業(yè)模式

7.4 GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理與成果質(zhì)量檢核

7.4.1 GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理

7.4.2 觀測(cè)成果的外業(yè)檢核

7.4.3 野外返工

7.4.4 GPS網(wǎng)平差處理

7.5 技術(shù)總結(jié)與提交資料

7.5.1 技術(shù)總結(jié)

7.5.2 提交資料

習(xí)題

第8章 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理

8.1 GPS數(shù)據(jù)處理的基本步驟

8.1.1 數(shù)據(jù)輸入

8.1.2 預(yù)處理

8.1.3 基線向量解算及網(wǎng)平差

8.2 GPS基線向量的解算

8.2.1雙差觀測(cè)值模型

8.2.2法方程組成及解算

8.2.3精度評(píng)定

8.2.4基線向量解算結(jié)果分析

8.3 GPS定位成果的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

8.3.1 GPS定位結(jié)果的表示方法

8.3.2 GPS定位成果至國(guó)家/地方參考橢球的二維轉(zhuǎn)換

8.3.3 GPS定位成果轉(zhuǎn)換至國(guó)家/地方參考橢球的三維轉(zhuǎn)換

8.3.4 GPS定位成果轉(zhuǎn)換至國(guó)家大地直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換

8.3.5 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換中協(xié)因數(shù)陣的轉(zhuǎn)換

8.4 GPS基線向量網(wǎng)平差

8.4.1 GPS基線向量網(wǎng)的無(wú)約束平差

8.4.2 GPS基線向量網(wǎng)的約束平差

8.4.3 GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差

8.5 GPS高程

8.5.1 高程系統(tǒng)

8.5.2 GPS水準(zhǔn)高程

8.5.3 GPS重力高程

8.5.4 GPS三角高程

習(xí)題

第9章 GPS的工程應(yīng)用

9.1 GPS在大地控制測(cè)量中的應(yīng)用

9.2 GPS在形變監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

9.2.1 GPS形變監(jiān)測(cè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)

9.2.2 GPS在大壩變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

9.2.3 GPS在高層建筑物動(dòng)態(tài)位移監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

9.3 GPS在線路勘測(cè)中的應(yīng)用

9.3.1 概述

9.3.2 GPS線路控制網(wǎng)的布設(shè)

9.3.3 GPS線路控制網(wǎng)的網(wǎng)形

9.3.4 內(nèi)業(yè)平差優(yōu)化處理的方法

9.4 GPS在橋梁工程中的應(yīng)用

9.4.1 概述

9.4.2 潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江公路大橋施工控制網(wǎng)的建立

9.5 GPS在水下地形測(cè)量中的應(yīng)用

9.5.1 概述

9.5.2 水下地形測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介

習(xí)題

第10章 GPS/GIS技術(shù)的集成應(yīng)用

10.1 基于GIS的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)

10.1.1 概述

10.1.2 GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的組成及工作原理

10.1.3 基于GIS的GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

10.1.4 GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)的電子地圖設(shè)計(jì)

10.1.5 GPS車輛監(jiān)控系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

10.2 GPS/PDA在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用

10.2.1 我國(guó)土地詳查的歷史沿革

10.2.2 我國(guó)土地變更調(diào)查技術(shù)的現(xiàn)狀

10.2.3 GPS/PDA土地變更調(diào)查的流程

10.2.4 GPS基站測(cè)設(shè)方案

10.2.5 GPS/PDA在土地變更調(diào)查中的應(yīng)用實(shí)例

習(xí)題

附錄

附錄A TGO數(shù)據(jù)處理軟件及其使用

附錄B HDS2003數(shù)據(jù)處理軟件

附錄C Trimble GPS RTK測(cè)量操作

參考文獻(xiàn)2100433B

本書是作者在多年從事gps定位技術(shù)教學(xué)與應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上撰寫而成的。全書共10章，第1章～第5章主要介紹了空間定位技術(shù)的發(fā)展概況、gps 定位技術(shù)的基本知識(shí)、gps定位的基本原理、gps定位的誤差來源與減弱措施；第6章～第9章主要介紹了gps衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)、gps測(cè)量設(shè)計(jì)與實(shí)施、gps 測(cè)量數(shù)據(jù)處理、gps工程應(yīng)用；第10章主要介紹了gps與gis技術(shù)的集成應(yīng)用。此外，本書對(duì)相關(guān)gps數(shù)據(jù)處理軟件的功能與使用方法作了介紹。 　本書概念清晰、通俗易懂、實(shí)用性強(qiáng)。本書可作為高等院校有關(guān)專業(yè)的通用教材，也可供測(cè)繪、土木、城規(guī)、交通、水電、地礦、農(nóng)林等部門從事 gps工作的科技工作者參考。

《GPS定位技術(shù)與應(yīng)用》重點(diǎn)介紹了GPS定位技術(shù)的基本理論和方法，并列舉了GPS在經(jīng)濟(jì)建設(shè)多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展思路和實(shí)施方案。全書共8章，主要內(nèi)容包括：緒論；GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道及衛(wèi)星定位信號(hào)；GPS定位基本原理；GPS定位誤差分析；GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)施；GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理；GPS接收機(jī)；GPS定位技術(shù)的應(yīng)用?！禛PS定位技術(shù)與應(yīng)用》結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，內(nèi)容翔實(shí)，簡(jiǎn)單易懂。

《GPS定位技術(shù)與應(yīng)用》可作為高等院校土木工程、測(cè)繪專業(yè)本科生教材，也可供相關(guān)領(lǐng)域的科研工作者和技術(shù)人員參考。

目錄

前言

第1章 緒論 1

1.1 GPS定位技術(shù)發(fā)展概述 1

1.2 全球定位系統(tǒng)的組成 11

1.3 GPS定位參考基準(zhǔn) 15

習(xí)題 31

第2章 GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道及衛(wèi)星定位信號(hào) 32

2.1 衛(wèi)星在軌定位方法 32

2.2 GPS衛(wèi)星的載波信號(hào) 36

2.3 GPS衛(wèi)星的測(cè)距碼信號(hào) 37

2.4 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 45

2.5 GPS衛(wèi)星星歷 49

2.6 GPS衛(wèi)星位置坐標(biāo)計(jì)算 51

習(xí)題 54

第3章 GPS定位基本原理 55

3.1 偽距定位測(cè)量原理 55

3.2 載波相位觀測(cè)原理 60

3.3 差分GPS定位原理 68

習(xí)題 79

第4章 GPS定位誤差分析 80

4.1 概述 80

4.2 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 82

4.3 與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 86

4.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差 95

4.5 其他誤差 96

習(xí)題 98

第5章 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)施 99

5.1 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì) 99

5.2 GPS測(cè)量的組織實(shí)施 109

5.3 GPS測(cè)量的作業(yè)模式 119

習(xí)題 123

第6章 GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理 124

6.1 GPS原始測(cè)量數(shù)據(jù)處理 126

6.2 GPS網(wǎng)整體平差基本方法 129

6.3 GPS基線處理方法 132

6.4 GPS網(wǎng)的三維平差 136

6.5 GPS網(wǎng)平差成果分析 141

6.6 GPS高程測(cè)量技術(shù) 148

習(xí)題 158

第7章 GPS接收機(jī) 159

7.1 GPS接收機(jī)的分類 159

7.2 GPS接收機(jī)的組成和工作原理 162

7.3 GPS接收機(jī)的選用和檢驗(yàn) 166

7.4 GPS接收機(jī)的維護(hù) 168

習(xí)題 169

第8章 GPS定位技術(shù)的應(yīng)用 170

8.1 GPS定位技術(shù)在地球形變測(cè)量方面的應(yīng)用 170

8.2 GPS定位技術(shù)在航空、航海及車輛導(dǎo)航方面的應(yīng)用 179

8.3 GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用 189

8.4 GPS技術(shù)在林業(yè)工作中的應(yīng)用 199

8.5 GPS在農(nóng)業(yè)、旅游、氣象中的應(yīng)用 201

8.6 基于GPS技術(shù)的建筑結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè) 204

8.7 智能運(yùn)輸系統(tǒng)和GPS車輛導(dǎo)航 213

習(xí)題 217

主要參考文獻(xiàn) 218

附錄 其他衛(wèi)星定位系統(tǒng) 2202100433B