GPS測(cè)量技術(shù)

內(nèi)容概要

聶琳娟主編的《GPS測(cè)量技術(shù)》系統(tǒng)介紹了全球定位系統(tǒng)GPS的產(chǎn)生、發(fā)展、系統(tǒng)組成及其現(xiàn)代化；對(duì)GPS導(dǎo)航定位常用的坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述；在介紹衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，對(duì)衛(wèi)星廣播星歷和精密星歷、衛(wèi)星的信號(hào)構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹；詳述了GPS靜態(tài)絕對(duì)定位和靜態(tài)相對(duì)定位原理，針對(duì)導(dǎo)航用戶，介紹了單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位和差分定位的原理；對(duì)影響
GPS定位結(jié)果的各類誤差及消除或消弱GPS測(cè)量誤差的各種對(duì)策與措施進(jìn)行了較為全面的介紹；重點(diǎn)介紹了GPS網(wǎng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施作業(yè)與數(shù)據(jù)處理，尤其是對(duì)RTK技術(shù)作了詳盡介紹；對(duì)GPS在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用作了簡(jiǎn)要介紹。《GPS測(cè)量技術(shù)》力求深入淺出、系統(tǒng)全面，易于讀者掌握和應(yīng)用。
《GPS測(cè)量技術(shù)》可作為高職高專測(cè)量類相關(guān)專業(yè)教材，也可供測(cè)繪、水利、交通、石油、農(nóng)林等部門(mén)從事測(cè)量生產(chǎn)工程的技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章  緒論
  1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)概述
    1.1.1 子午衛(wèi)星系統(tǒng)及其局限性
    1.1.2 CPS的產(chǎn)生和發(fā)展
    1.1.3 CPS的特點(diǎn)
  1.2 GPS系統(tǒng)組成
    1.2.1 空間星座部分
    1.2.2 地面監(jiān)控部分
    1.2.3 用戶設(shè)備部分
  1.3 美國(guó)政府的GPS政策
    1.3.1 SA政策
    1.3.2 AS政策
    1.3.3 GPS現(xiàn)代化
  1.4 其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)概況
    1.4.1 CLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)
    1.4.2 GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)
    1.4.3 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)
第2章  GPS定位的時(shí)空基準(zhǔn)
  2.1 坐標(biāo)系統(tǒng)
    2.1.1 協(xié)議天球坐標(biāo)系
    2.1.2 協(xié)議地球坐標(biāo)系
    2.1.3 世界大地坐標(biāo)系
    2.1.4 我國(guó)大地坐標(biāo)系
    2.1.5 國(guó)際地球參考框架
    2.1.6 坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換
  2.2 時(shí)間系統(tǒng)
    2.2.1 基本概念
    2.2.2 世界時(shí)系統(tǒng)
    2.2.3 原子時(shí)
    2.2.4 力學(xué)時(shí)
    2.2.5 協(xié)調(diào)世界時(shí)
    2.2.6 GPS時(shí)間系統(tǒng)
第3章  衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星信號(hào)
  3.1 衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)
    3.1.1 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的開(kāi)普勒定律
    3.1.2 無(wú)攝運(yùn)動(dòng)的軌道參數(shù)
    3.1.3 真近點(diǎn)角的計(jì)算
    3.1.4 衛(wèi)星的瞬時(shí)位置
    3.1.5 衛(wèi)星的瞬時(shí)速度
  3.2 衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)
    3.2.1 衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的攝動(dòng)力
    3.2.2 地球引力場(chǎng)攝動(dòng)力的影響
    3.2.3 日、月引力的影響
    3.2.4 太陽(yáng)光壓攝動(dòng)的影響
    3.2.5 地球潮汐攝動(dòng)力的影響
  3.3 GPS衛(wèi)星星歷
    3.3.1 廣播星歷
    3.3.2 精密星歷
    3.3.3 衛(wèi)星坐標(biāo)的計(jì)算
  3.4 GPS衛(wèi)星信號(hào)
    3.4.1 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文
    3.4.2 CPS衛(wèi)星測(cè)距碼信號(hào)
    3.4.3 GPS衛(wèi)星載波信號(hào)
第4章  GPS定位原理
  4.1 概述
    4.1.1 GPS定位方法
    4.1.2 CPS定位的觀測(cè)量
    4.1.3 測(cè)碼偽距觀測(cè)方程
    4.1.4 測(cè)相偽距觀測(cè)方程
  4.2 GPS靜態(tài)定位
    4.2.1 靜態(tài)定位方式
    4.2.2 靜態(tài)絕對(duì)定位原理
    4.2.3 靜態(tài)相對(duì)定位原理
    4.2.4 整周未知數(shù)的確定與周跳分析
  4.3 GPS動(dòng)態(tài)定位
    4.3.1 動(dòng)態(tài)定位方式
    4.3.2 動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位原理
    4.3.3 動(dòng)態(tài)相對(duì)定位原理
第5章  GPS測(cè)量誤差來(lái)源及其影響
  5.1 GPS測(cè)量誤差的分類
  5.2 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差
    5.2.1 衛(wèi)星鐘差
    5.2.2 衛(wèi)星軌道偏差
  5.3 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差
    5.3.1 電離層延遲
    5.3.2 對(duì)流層延遲
    5.3.3 多路徑效應(yīng)
  5.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差
    5.4.1 接收機(jī)鐘差
    5.4.2 觀測(cè)誤差
    5.4.3 天線相位中心偏差
  5.5 其他誤差來(lái)源
    5.5.1 地球自轉(zhuǎn)的影響
    5.5.2 相對(duì)論效應(yīng)的影響
第6章  GPS測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)施
  6.1 GPS測(cè)量的技術(shù)設(shè)計(jì)
    6.1.1 技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)
    6.1.2 精度和密度設(shè)計(jì)
    6.1.3 基準(zhǔn)設(shè)計(jì)
    6.1.4 圖形設(shè)計(jì)
  6.2 GPS的觀測(cè)工作
    6.2.1 測(cè)區(qū)踏勘與資料收集
    6.2.2 儀器配置與人員組織
    6.2.3 擬定外業(yè)觀測(cè)計(jì)劃
    6.2.4 編制技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)
    6.2.5 選點(diǎn)與埋石
    6.2.6 觀測(cè)工作
  6.3 GPS測(cè)量的作業(yè)模式
    6.3.1 經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位模式
    6.3.2 快速靜態(tài)相對(duì)定位模式
    6.3.3 準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式
    6.3.4 動(dòng)態(tài)相對(duì)定位模式
  6.4 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)
    6.4.1 RTK定位技術(shù)簡(jiǎn)介
    6.4.2 RTK作業(yè)程序
    6.4.3 網(wǎng)絡(luò)RTK
  6.5 外業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核
  6.6 技術(shù)總結(jié)與資料上交
第7章  GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理
  7.1 概述
  7.2 基線向量的解算
    7.2.1 觀測(cè)值模型
    7.2.2 法方程的組成及解算
    7.2.3 精度評(píng)定
    7.2.4 基線解算結(jié)果的質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)
  7.3 基線向量網(wǎng)平差
    7.3.1 三維無(wú)約束平差
    7.3.2 三維約束平差
    7.3.3 基線向量網(wǎng)與地面網(wǎng)的聯(lián)合平差
  7.4 數(shù)據(jù)處理示例
    7.4.1 建立坐標(biāo)系統(tǒng)
    7.4.2 新建項(xiàng)目
    7.4.3 導(dǎo)人靜態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)
    7.4.4 GPS基線處理
    7.4.5 GPS網(wǎng)的無(wú)約束平差
    7.4.6 GPS網(wǎng)的約束平差
    7.4.7 成果輸出
  7.5 GPS高程測(cè)量
    7.5.1 高程系統(tǒng)之間的關(guān)系
    7.5.2 GPS水準(zhǔn)
第8章  GPS的應(yīng)用
  8.1 GPS在大地測(cè)量中的應(yīng)用
  8.2 GPS在監(jiān)測(cè)地震與地殼運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用
  8.3 GPS在工程測(cè)量中的應(yīng)用
    8.3.1 GPS在建筑物變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
    8.3.2 GPS在水電工程中的應(yīng)用
    8.3.3 GPS在道路工程中的應(yīng)用
  8.4 GPS在海洋測(cè)繪中的應(yīng)用
    8.4.1 在海洋資源勘探方面的應(yīng)用
    8.4.2 在海洋大地測(cè)量方面的應(yīng)用
    8.4.3 在水下地形測(cè)繪中的應(yīng)用
  8.5 GPS在航空中的應(yīng)用
  8.6 GPS在氣象中的應(yīng)用
  8.7 GPS在交通、旅游中的應(yīng)用
  8.8 GPS在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
附錄
  ×××高速公路大型構(gòu)造物獨(dú)立施工控制網(wǎng)GPS測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)
  ×××高速公路大型構(gòu)造物獨(dú)立施工控制網(wǎng)GPS測(cè)量技術(shù)總結(jié)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   1）靜態(tài)相對(duì)定位法 這種方法早在20世紀(jì)80年代初就出現(xiàn)了。它是將整周未知數(shù)N（t0）作為待定參數(shù)，在平差計(jì)算中與其他未知參數(shù)（如δXi、δYi、δZi等）一并求解的方法。一般是由載波相位觀測(cè)值組成雙差觀測(cè)方程，并對(duì)觀測(cè)方程進(jìn)行線性化，得到誤差方程，則該誤差方程中僅包含待定測(cè)站的三個(gè)坐標(biāo)改正數(shù)δXi、δYi、δZi以及整周未知數(shù)的線性組合（）ANk這4個(gè)未知數(shù)。理論上，在兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星的情況下，至少需要觀測(cè)2個(gè)歷元即可平差解算出整周未知數(shù)。但是，如果同步觀測(cè)的時(shí)問(wèn)太短，所測(cè)衛(wèi)星的幾何分布變化太小，也就是說(shuō)，觀測(cè)站至衛(wèi)星的距離變化太小，則會(huì)降低不同歷元觀測(cè)結(jié)果的作用，在平差計(jì)算中，將使法方程性質(zhì)變壞，影響解的可靠性，因此，利用這種方法確定整周未知數(shù)一般需要較長(zhǎng)的觀測(cè)時(shí)間（幾十分鐘至幾小時(shí)）。由于這種方法解算精度高，常用于靜態(tài)相對(duì)定位中，尤其是長(zhǎng)距離靜態(tài)相對(duì)定位。 在平差計(jì)算中，整周未知數(shù)的取值一般有兩種情況，整數(shù)解（或固定解）和實(shí)數(shù)解（或浮動(dòng)解、非整數(shù)解）。 （1）整數(shù)解（或固定解）：整周未知數(shù)具有整數(shù)的特性，但由于各種誤差的影響，通過(guò)上述平差解得的整周未知數(shù)一般并非為整數(shù)，這時(shí)，可將其固定為整數(shù)，并作為已知量代入原觀測(cè)方程重新平差，解算其他待定參數(shù)。只有當(dāng)觀測(cè)誤差和外界誤差對(duì)觀測(cè)值影響較小的情況下，這種方法才有效，一般常用于短基線的相對(duì)定位。 （2）實(shí)數(shù)解（或浮動(dòng)解、非整數(shù)解）：當(dāng)聯(lián)測(cè)基線較長(zhǎng)時(shí)，誤差的相關(guān)性降低，如果外界誤差的影響較大，在兩測(cè)站間求差分時(shí)，就不能較好地消除或削弱這些誤差的影響，其殘差將使所確定的整周未知數(shù)精度降低。這時(shí)，不再考慮整周未知數(shù)的整數(shù)特性，而取其實(shí)際解算值實(shí)數(shù)解作為最后解。在長(zhǎng)基線相對(duì)定位中，常采用這種方法。 2）交換天線法 在觀測(cè)工作開(kāi)始前，先將一臺(tái)接收機(jī)安置在固定參考站（基準(zhǔn)站）上，將另一臺(tái)接收機(jī)安置在相距5～10m的任一天線交換點(diǎn)上，同步觀測(cè)若干歷元（如2～8個(gè)歷元）后，將兩臺(tái)接收機(jī)的天線從三腳架上小心取下，并互換位置，且在互換位置的過(guò)程中保持對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤，重新同步觀測(cè)若干歷元后，再按相同步驟把兩臺(tái)接收機(jī)的天線恢復(fù)到原位置。這時(shí)，把固定參考站和天線交換點(diǎn)間的基線向量作為起始基線向量，并利用天線交換前后的同步觀測(cè)量求解起始基線向量，進(jìn)而確定整周未知數(shù)，這一方法稱為交換天線法，該方法解算整周未知數(shù)時(shí)間較短、精度較高，因而在準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位中得到應(yīng)用。

編輯推薦

《全國(guó)高職高專測(cè)繪類核心課程規(guī)劃教材:GPS測(cè)量技術(shù)》可作為高職高專測(cè)量類相關(guān)專業(yè)教材，也可供測(cè)繪、水利、交通、石油、農(nóng)林等部門(mén)從事測(cè)量生產(chǎn)工程的技術(shù)人員參考。

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