GPS測量原理及應用

前言

1998年，中國全球定位系統(tǒng)技術應用協(xié)會“教育與發(fā)展”專業(yè)委員會組織有關高等院校教授編寫并出版了《GPS測量原理及應用》一書。2003年又對第一版作了修訂。因本書通俗易懂，適用面廣，深受高校與廣大測繪工作者的歡迎。自修訂版出版以來，全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g及應用又有了新的進展，故本書第三版在維持原有章節(jié)結構的前提下，補充了近年來全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g的新發(fā)展、新應用，以及我們?nèi)〉玫囊恍┭芯砍晒?。修改?nèi)容主要有：第一章中，增加了GLON.ASS現(xiàn)代化計劃；重寫了GALILEO系統(tǒng)，對GALILEO系統(tǒng)的組成、服務體系等，做了較為詳細的介紹；重寫了北斗導航定位系統(tǒng)，較詳細地介紹了北斗導航定位系統(tǒng)組成、定位原理、優(yōu)缺點，簡要介紹了北斗二代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的概況；介紹了GPS、GLONASS、GALILEO三個系統(tǒng)的主要參數(shù)，以及構建GNSS前景的概述。第二章中，增加了歲差、章動參數(shù)的計算內(nèi)容；2000國家大地坐標系定義、參數(shù)；PZ-90坐標系的定義、參數(shù)及轉(zhuǎn)換到WGS-84的轉(zhuǎn)換參數(shù)；在時間系統(tǒng)中，增加了不同時間系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換內(nèi)容。第四章中，增加了GPs衛(wèi)星位置計算示例和軟件GPS接收機的概況介紹。第五章中，重寫了GPS現(xiàn)代化和多基準站RTK（網(wǎng)絡RTK）的內(nèi)容，有較多的更新，概述了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)連續(xù)運行參考站網(wǎng)建設；此外，還增加了全球?qū)崟rGPS差分原理及系統(tǒng)組成。第六章中，增加了精密單點定位技術的主要內(nèi)容。第七章中，增加了在野外檢測兩個GPS天線相位中心在垂直方向上偏差之差的方法。第八章中，增加了GPS衛(wèi)星可見性預報示例和GPS網(wǎng)技術設計示例。第九章中，增加了GPS基線向量解算及分析示例；本章還較詳細地介紹了GAMIT／GLOBK軟件和BERNESE軟件的特征和功能，簡述了使用方法。第十章中，增加了GPS滑坡監(jiān)測專用Gqicks軟件的介紹。因此，第三版修訂部分較客觀地反映了近年來全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g的發(fā)展和應用。

內(nèi)容概要

　　《GPS測量原理及應用》為中國全球定位系統(tǒng)技術應用協(xié)會“教育與發(fā)展”專業(yè)委員會組織編寫的、旨在普及GPS知識和推廣GPS應用技術的教材。書中系統(tǒng)論述了GPS的基本原理、測量方法、應用范圍、測量技術設計與實施，數(shù)據(jù)處理與實用數(shù)學模型。

書籍目錄

第一章 緒論1.1 GPS衛(wèi)星定位技術的發(fā)展1.2 GPS系統(tǒng)組成1.3 GPS在國民經(jīng)濟建設中的應用第二章 坐標系統(tǒng)和時間系統(tǒng)2.1 天球坐標系與地球坐標系2.2 WGS-84坐標系和我國大地坐標系2.3 坐標系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換2.4 時間系統(tǒng)第三章 衛(wèi)星運動基礎及GPS衛(wèi)星星歷3.1 概述3.2 衛(wèi)星的無攝運動3.3 衛(wèi)星的受攝運動3.4 GPS衛(wèi)星星歷第四章 GPS衛(wèi)星的導航電文和衛(wèi)星信號4.1 GPS衛(wèi)星的導航電文4.2 GPS衛(wèi)星信號4.3 GPS衛(wèi)星位置的計算4.4 GPS接收機基本工作原理第五章 GPS衛(wèi)星定位基本原理5.1 概述5.2 偽距測量5.3 載波相位測量5.4 整周跳變的修復5.5 GPS絕對定位與相對定位5.6 美國的GPS政策5.7 差分GPS定位原理第六章 GPS衛(wèi)星導航6.1 概述6.2 GPS衛(wèi)星導航原理6.3 GPS用于測速、測時、測姿態(tài)6.4 GPS衛(wèi)星導航方法6.5 精密單點定位技術第七章 GPS測量的誤差來源及其影響7.1 GPS測量主要誤差分類7.2 與信號傳播有關的誤差7.3 與衛(wèi)星有關的問題7.4 與接收機有關的誤差7.5 其他誤差第八章 GPS測量的設計與實施8.1 GPS測量的技術設計8.2 GPS測量的外業(yè)準備及技術設計書編寫8.3 GPS測量的外業(yè)實施8.4 GPS測量的作業(yè)模式8.5 數(shù)據(jù)預處理及觀測成果的質(zhì)量檢核8.6 技術總結與上交資料第九章 GPS測量數(shù)據(jù)處理9.1 概述9.2 GPS基線向量的解算9.3 GPS定位成果的坐標轉(zhuǎn)換9.4 基線向量網(wǎng)平差9.5 GPS高程9.6 精密基線解算軟件簡介第十章 GPS應用10.1 GPS在大地控制測量中的應用10.2 GPS在精密工程測量及變形監(jiān)測中的應用10.3 GPS在航空攝影測量中的應用10.4 GPS在線路勘測及隧道貫通測量中的應用10.5 GPS在地形、地籍及房地產(chǎn)測量中的應用10.6 GPS在海洋測繪中的應用10.7 GPS在智能交通系統(tǒng)中的應用10.8 GPS在地球動力學及地震研究中的應用10.9 GPS在氣象信息測量中的應用10.10 GPS在航海航空導航中的應用10.11 GPS在其他領域中的應用主要參考文獻

章節(jié)摘錄

第一章緒論1.1GPS衛(wèi)星定位技術的發(fā)展1.1.1早期的衛(wèi)星定位技術衛(wèi)星定位技術是利用人造地球衛(wèi)星進行點位測量的技術。當初，人造地球衛(wèi)星僅僅作為一種空間的觀測目標，由地面觀測站對它進行攝影觀測，測定測站至衛(wèi)星的方向，建立衛(wèi)星三角網(wǎng)；也可以用激光技術對衛(wèi)星進行距離觀測，測定測站至衛(wèi)星的距離，建立衛(wèi)星測距網(wǎng)。這種對衛(wèi)星的幾何觀測能夠解決用常規(guī)大地測量技術難以實現(xiàn)的遠距離陸地海島聯(lián)測定位的問題。20世紀60—70年代，美國國家大地測量局在英國和德國測繪部門的協(xié)助下，用衛(wèi)星三角測量的方法花了幾年時間測設了有45個測站的全球三角網(wǎng)，點位精度5m。但是這種觀測方法受衛(wèi)星可見條件及天氣的影響，費時費力，不僅定位精度低，而且不能測得點位的地心坐標。因此，衛(wèi)星三角測量很快就被衛(wèi)星多普勒定位所取代，使衛(wèi)星定位技術從僅僅把衛(wèi)星作為空間觀測目標的低級階段，發(fā)展到了把衛(wèi)星作為動態(tài)已知點的高級階段。1.1.2子午衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用及其缺陷20世紀50年代末期，美國開始研制用多普勒衛(wèi)星定位技術進行測速、定位的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，叫做子午衛(wèi)星導航系統(tǒng)(NNSS)。子午衛(wèi)星導航系統(tǒng)的問世，開創(chuàng)了?？諏Ш降男聲r代，揭開了衛(wèi)星大地測量學的新篇章。70年代，部分導航電文解密交付民用。自此，衛(wèi)星多普勒定位技術迅速興起。多普勒定位具有經(jīng)濟快速、精度均勻、不受天氣和時間的限制等優(yōu)點。只要在測點上能收到從子午衛(wèi)星上發(fā)來的無線電信號，便可在地球表面的任何地方進行單點定位或聯(lián)測定位，獲得測站點的三維地心坐標。70年代中期，我國開始引進多普勒接收機，進行了西沙群島的大地測量基準聯(lián)測。國家測繪局和總參測繪局聯(lián)合測設了全國衛(wèi)星多普勒大地網(wǎng)，石油和地質(zhì)勘探部門也在西北地區(qū)測設了衛(wèi)星多普勒定位網(wǎng)。在美國子午衛(wèi)星導航系統(tǒng)建立的同時，前蘇聯(lián)也于1965年開始建立了一個衛(wèi)星導航系統(tǒng)，叫做CICADA。該系統(tǒng)有12顆所謂宇宙衛(wèi)星。

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《GPS測量原理及應用》盡可能規(guī)避GPS系統(tǒng)的繁瑣理論，注重GPS測量應用技術，因而概念清晰，通俗易懂，適應面寬，可操作性強?？勺鳛楦叩葘W校GPS課程的教材，亦可供測量工程技術人員參考。

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