衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法

前言

《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》是一本研究生教材，供研究生在已學(xué)完“GPS原理及應(yīng)用”、“GPs測量數(shù)據(jù)處理”等課程的基礎(chǔ)上使用。編寫《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》的主要目的是為了使研究生能盡快了解在GPS測量和應(yīng)用領(lǐng)域中一些熱點問題的研究現(xiàn)狀、基本原理及方法、發(fā)展趨勢，以及有待進一步研究和解決的問題，使他們在掌握GPS定位基本原理的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)個人的研究方向深入地學(xué)習(xí)GPS的前沿技術(shù)和方法，在規(guī)定的時間內(nèi)完成學(xué)位論文。全書共分十章，各章之間較為獨立，其順序也是隨機編排的。學(xué)生既可按章節(jié)依次學(xué)習(xí)，也可根據(jù)需要重點學(xué)習(xí)其中的部分章節(jié)。參加編寫的老師均為各研究方向內(nèi)的專家，對負(fù)責(zé)編寫的內(nèi)容有全面的了解，并作過較為深入的研究。書中所討論的熱點問題大多是編寫者在博士論文中所研究的內(nèi)容或承擔(dān)的科研項目中的內(nèi)容?！缎l(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》第一章由張小紅教授負(fù)責(zé)編寫，主要介紹了精密單點定位的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、基本原理和方法，詳細(xì)討論了精密單點定位中的誤差改正模型和參數(shù)估計方法等關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合實例分析了精密單點定位的精度，指出了有待進一步解決的問題。第二、三章由黃勁松副教授負(fù)責(zé)編寫，周跳的探測與修復(fù)、整周模糊度的確定是利用載波相位觀測值進行高精度定位的關(guān)鍵問題，希望研究生能在原有的基礎(chǔ)上對上述問題有更加深入全面的了解。第四章由張小紅教授負(fù)責(zé)編寫，介紹了利用GNSS來測定電離層延遲并進而建立電離層延遲模型的相關(guān)問題。本章還對利用掩星層析方法來確定電子密度的垂直分布作了較全面的介紹。第五章分為三個部分，第一部分由王甫紅副教授負(fù)責(zé)編寫，介紹了以GNSS衛(wèi)星作為動態(tài)基準(zhǔn)點，利用星載GNSS接收機所測定的距離觀測值來實時確定低軌衛(wèi)星的軌道；第二、三部分由李征航教授和劉萬科博士負(fù)責(zé)編寫，第二部分介紹了利用星間觀測值進行導(dǎo)航衛(wèi)星的自主定軌問題，詳細(xì)討論了導(dǎo)航衛(wèi)星自主定軌中由于基準(zhǔn)缺失而導(dǎo)致的秩虧問題；第三部分介紹了星地聯(lián)合定軌的問題。第六章由李征航教授負(fù)責(zé)編寫，介紹了一種無需進行周跳探測與修復(fù)以及整周模糊度確定的基線向量解算方法。GAMIT軟件和Bemuse軟件是國際上廣泛使用的兩個高精度GPs數(shù)據(jù)處理軟件，為了讓從事GPS高精度數(shù)據(jù)的研究生能夠熟悉和使用，《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》第七章專門進行了介紹。這章由姜衛(wèi)平教授和朱智勤老師負(fù)責(zé)編寫，分別對這兩個軟件的特點、結(jié)構(gòu)、使用方法及注意事項等進行了介紹。第八章由徐曉華副教授負(fù)責(zé)編寫，對地基GPS氣象學(xué)和空基GPS氣象學(xué)的原理、方法和應(yīng)用等問題作了較全面的介紹。第九章由唐衛(wèi)明博士負(fù)責(zé)編寫，對網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)的原理、方法等內(nèi)容作了介紹。第十章由姚宜斌教授負(fù)責(zé)編寫，介紹了利用衛(wèi)星定位技術(shù)直接測定海拔高程的技術(shù)方法，著重討論了1cm精度的城市似大地水準(zhǔn)面和5cm精度的省級似大地水準(zhǔn)面的實現(xiàn)方法和關(guān)鍵技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》詳細(xì)介紹了GPS定位前沿技術(shù)的基本原理和方法，討論了其發(fā)展趨勢及有待解決的問題。全書共分十章，分別闡述了精密單點定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)RKT技術(shù)、周跳的探測與修復(fù)、整周模糊度的確定、利用GNSS觀測值建立電離層延遲模型、GPS氣象學(xué)、低軌衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星的自主定軌、無整周問題的基線向量解算方法、GAMIT／GLOBK軟件和Burmese軟件的使用、高精度區(qū)域似大地水準(zhǔn)面的建立方法等內(nèi)容?！　　缎l(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》適合于高校研究生使用，使他們在掌握GPS定位基本原理的基礎(chǔ)上，能夠根據(jù)個人的研究方向深，《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》也學(xué)習(xí)GPS的前沿技術(shù)和方法。《衛(wèi)星導(dǎo)航定位新技術(shù)及高精度數(shù)據(jù)處理方法》也可作為大專院校的教師和學(xué)生以及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 精密單點定位技術(shù)及其應(yīng)用1.1 引言1.2 精密單點定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1.3 精密單點定位的基本原理1.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理1.3.2 參數(shù)估計方法1.4 精密單點定位的主要誤差源及其改正模型1.4.1 與接收機和測站有關(guān)的誤差1.4.2 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差1.4.3 與信號傳播有關(guān)的誤差1.4.4 精密單點定位數(shù)據(jù)處理策略與IGs產(chǎn)品的兼容性1.5 精密單點定位的技術(shù)優(yōu)勢1.6 精密單點定位中的坐標(biāo)框架1.7 精密單點定位軟件、應(yīng)用實例及結(jié)果分析1.7.1 精密動態(tài)單點定位的內(nèi)符合精度分析1.7.2 精密動態(tài)單點定位同雙差解和已知坐標(biāo)的比較1.8 精密單點定位技術(shù)的應(yīng)用前景.，1.9 精密單點定位技術(shù)有待解決的問題第2章 周跳探測及處理2.1 概述2.1.1 載波相位測量2.1.2 周跳2.1.3 周跳的起因2.1.4 周跳的特性2.1.5 周跳的探測2.1.6 周跳的處理2.1.7 載波相位和碼偽距觀測方程2.1.8 接收機鐘差對周跳探測的影響2.2 基于觀測值變化規(guī)律的周跳探測2.2.1 多項式擬合法2.2.2 高次差法2.3 基于多類觀測值組合的周跳探測2.3.1 單頻碼相組合法2.3.2 雙頻碼相組合法2.3.3 電離層殘差法2.3.4 多普勒積分法2.4 基于觀測值估值殘差的周跳探測2.4.1 三差觀測值殘差法2.4.2 歷元間差分法2.5 已知基線法第3章 整周模糊度3.1 概述3.2 消除模糊度參數(shù)的方法3.2.1 三差法3.2.2 交換天線法3.3 在坐標(biāo)域內(nèi)確定模糊度3.3.1 已知基線法3.3.2 模糊度函數(shù)法3.4 在觀測值域內(nèi)確定模糊度3.4.1 雙頻碼相組合確定模糊度3.4.2 三頻碼相組合確定模糊度3.5 在模糊度域內(nèi)確定模糊度3.5.1 浮動解和固定解3.5.2 確定固定解的一般過程3.5.3 經(jīng)典置信區(qū)間搜索法3.5.4 最小二乘搜索方法3.5.5 快速模糊度確定方法3.5.6 最小二乘模糊度降相關(guān)平差方法3.5.7 Cholesky分解快速模糊度搜索3.6 與電離層無關(guān)組合的模糊度固定第4章 基于GPS觀測值的電離層電子含量反演及建模4.1 概述4.2 GPS觀測反演電子含量的基本原理4.3 幾種典型的電離層單層模型4.3.1 經(jīng)典電離層模型4.3.2 格網(wǎng)模型4.3.3 多項式函數(shù)模型4.3.4 球諧模型4.3.5 全球電離層圖(GIM)4.4 電離層層析成像((2IT)4.4.1 電離層層析成像技術(shù)4.4.2 電離層層析成像基本原理4.4.3 電離層層析建模方法4.5 掩星GPS電離層探測4.5.1 掩星GPS電離層探測概況4.5.2 GPS掩星探測電離層Abel積分反演原理4.5.3 Abel積分中的奇點問題第5章 利用星間觀測值進行衛(wèi)星的自主定軌5.1 星載GPS自主定軌5.1.1 概述5.1.2 衛(wèi)星自主定軌的濾波算法5.1.3 衛(wèi)星自主定軌的動力學(xué)模型5.1.4 基于星載GPS偽距觀測值的自主定軌方法5.2 導(dǎo)航衛(wèi)星的自主定軌5.2.1 前言5.2.2 星間距離觀測值的生成5.2.3 數(shù)學(xué)模型和軟件5.2.4 算例5.2.5 結(jié)論5.3 導(dǎo)航衛(wèi)星的星地聯(lián)合定軌5.3.1 前言5.3.2 數(shù)學(xué)模型及軟件5.3.3 模擬計算的結(jié)果和分析5.3.4 結(jié)論第6章 無整周問題的基線解算新方法6.1 前言6.2 無整周問題的變形監(jiān)測新模型6.2.1 前言6.2.2 提取變形量的新模型6.2.3 幾種特殊情況的處理方法6.2.4 試驗與檢測結(jié)果6.2.5 小結(jié)6.3 一種解算GPs短基線向量的新方法6.3.1 解算基線向量的新方法6.3.2 實例與分析6.3.3 結(jié)論和建議6.4 無整周模糊度的中長基線解算方法6.4.1 電離層延遲改正6.4.2 算例6.4.3 結(jié)論第7章 GAMIT／GLOBK軟件和Bernese軟件簡介7.1 GAMIT／GLOBK軟件簡介7.1.1 GAMIT／GLOBK軟件的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀7.1.2 GAMIT／GLOBK軟件的功能及組成7.1.3 軟件安裝7.1.4 GAMIT／GLOBK數(shù)據(jù)處理流程7.1.5 實例分析7.2 Burmese軟件簡介7.2.1 發(fā)展歷史7.2.2 軟件的主要功能和特點7.2.3 程序結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容7.2.4 軟件界面介紹7.2.5 數(shù)據(jù)處理流程概述7.2.6 BERNESE軟件數(shù)據(jù)處理第8章 GPS氣象學(xué)8.1 研究的目的與意義8.2 利用地基GPS觀測探測大氣水汽分布8.2.1 研究現(xiàn)狀8.2.2 基本原理與方法8.2.3 有待解決的問題8.3 利用星載GPS掩星觀測探測地球大氣性質(zhì)8.3.1 GPS無線電掩星技術(shù)的產(chǎn)生8.3.2 GNSS掩星任務(wù)的發(fā)展歷史8.3.3 研究現(xiàn)狀8.3.4 基本原理與方法8.3.5 GPS掩星觀測數(shù)據(jù)處理流程8.3.6 有待進一步解決的問題8.4 利用山基與機載GPS掩星觀測探測大氣性質(zhì)……第9章 網(wǎng)絡(luò)PTK技術(shù)第10章 基于衛(wèi)星定位技術(shù)的現(xiàn)代高程測定

章節(jié)摘錄

插圖：國內(nèi)GPS非差相位精密單點定位的研究起步雖然稍晚，但目前的研究應(yīng)用卻與國際當(dāng)前水平相當(dāng)。2000年，上海天文臺在《測繪學(xué)報》上發(fā)表文章，闡述了他們應(yīng)用JPI..的GIPSY軟件進行類似精密單點定位原理的小區(qū)域網(wǎng)站的靜態(tài)定位試驗，數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明也可達到13111級定位精度。武漢大學(xué)的葉世榕博士對非差相位精密單點定位技術(shù)進行了較為深入的研究，并以此為主要內(nèi)容完成其博士論文。隨后，武漢大學(xué)的張小紅教授等經(jīng)過數(shù)年對GPS精密單點定位理論與方法的深入研究，在國內(nèi)率先開發(fā)出了高精度的精密單點定位數(shù)據(jù)處理商業(yè)化軟件TRIP，軟件在算法設(shè)計和定位精度方面取得突破，TRIP軟件的定位解算精度和可靠性等方面已經(jīng)和國際同類軟件水平相當(dāng)，是國際上目前為數(shù)不多的幾個精密單點定位軟件之一，已在國內(nèi)相關(guān)部門推廣使用，應(yīng)用于航空動態(tài)測量和地面像控靜態(tài)測量等領(lǐng)域。香港理工大學(xué)的陳武博士等也對精密單點定位技術(shù)進行了研究，并將其應(yīng)用于GPS浮標(biāo)來監(jiān)測海面變化。此外，同濟大學(xué)、中國科學(xué)院測量與地球物理研究所等機構(gòu)也開展了精密單點定位的研究工作，取得了一定的研究成果。最近幾年，在上述雙頻精密單點定位研究成果的基礎(chǔ)上，已有不少學(xué)者開始研究單頻精密單點定位的模型、算法，并拓展其應(yīng)用。加拿大Calgary大學(xué)的高揚博士對單頻精密單點定位進行了一定的研究，取得了一些試驗結(jié)果；荷蘭的Le和Tiberius利用單頻接收機取得了水平0.5m、高程lm精度的單頻精密單點定位試驗結(jié)果(Le和Tiberius，2007)；武漢大學(xué)的邰賀碩士對單頻精密單點定位進行了較為深入的研究，取得了米級精度的事后單頻精密單點定位的試驗結(jié)果(2007)?？傮w來講，目前，單頻精密單點定位還有若干關(guān)鍵問題沒有得到很好的解決，其研究與應(yīng)用還不太成熟。本書將主要介紹雙頻精密單點定位的基本理論和方法，對于單頻精密單點定位，除了數(shù)據(jù)預(yù)處理方法和電離層延遲改正處理方法有所不同外，基本上與雙頻精密單點定位的原理類似，不作專門論述，感興趣的讀者可參閱有關(guān)文獻。

編輯推薦

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