GPS原理及應用

第1章  緒論
    1.1  衛(wèi)星定位技術發(fā)展概況
    1.1.1  初期的衛(wèi)星定位技術
    1.1.2  衛(wèi)星多普勒測量
    1.2  GPS的特點
    1.2.1  GPS相對于其他導航定位系統(tǒng)的特點
    1.2.2  GPS定位技術相對于常規(guī)測量技術的特點
    1.3  GPS系統(tǒng)的組成
    1.3.1  空間星座部分
    1.3.2  地面監(jiān)控部分
    1.3.3  用戶設備部分
    1.4  GPS的應用
    1.4.1  GPS系統(tǒng)的應用前景
    1.4.2  我國GPS定位技術的應用和發(fā)展概況
    習題
第2章  GPS定位的坐標系統(tǒng)及時間系統(tǒng)
    2.1  協(xié)議天球坐標系
    2.1.1  天球的基本概念
    2.1.2  天球坐標系
    2.1.3  歲差與章動的影響
    2.1.4  協(xié)議天球坐標系的定義和轉換
    2.2  協(xié)議地球坐標系
    2.2.1  地球坐標系
    2.2.2  極移與協(xié)議地球坐標系
    2.3  協(xié)議地球坐標系與協(xié)議天球坐標系的轉換
    2.4  國家坐標系與地方坐標系
    2.4.1  地球參心坐標系
    2.4.2  站心坐標系
    2.4.3  獨立坐標系
    2.4.4  國家大地坐標系
    2.4.5  高斯平面直角坐標系與UTM坐標系
    2.5  WGS-84坐標系
    2.6  時間系統(tǒng)
    2.6.1  時間的概念
    2.6.2  世界時系統(tǒng)
    2.6.3  原子時
    2.6.4  力學時
    2.6.5  協(xié)調世界時
    2.6.6  GPS時間系統(tǒng)
    習題
第3章  衛(wèi)星運動及GPS衛(wèi)星信號
    3.1  概述
    3.2  衛(wèi)星的無攝運動
    3.2.1  二體意義下衛(wèi)星的運動方程
    3.2.2  開普勒定律
    3.2.3  無攝衛(wèi)星運動的軌道參數(shù)
    3.2.4  真近點角fs的計算
    3.3  衛(wèi)星的瞬時位置與瞬時速度計算
    3.3.1  衛(wèi)星的瞬時位置計算
    3.3.2  衛(wèi)星運動的瞬時速度計算
    3.4  地球人造衛(wèi)星的受攝運動
    3.4。1  衛(wèi)星運動的攝動力及受攝運動方程
    3.4.2  地球引力場攝動力對衛(wèi)星軌道的影響
    3.4.3  日、月引力對衛(wèi)星軌道攝動影響
    3。4。4  太陽光壓對衛(wèi)星軌道的影響
    3.4.5  其他攝動力對衛(wèi)星軌道的影響
    3.5  GPS衛(wèi)星星歷
    3.5.1  預報星歷
    3.5.2  GPS衛(wèi)星的后處理星歷
    3.6  GPS衛(wèi)星的偽隨機測距碼
    3.6.1  碼的概念
    3.6.2  偽隨機噪聲碼的產(chǎn)生
    3.6.3  GPS的測距碼信號
    3.7  GPS導航電文
    3.7.1  導航電文格式
    3.7.2  導航電文的內容
  3.8  偽距測量原理
  3.9  衛(wèi)星的載波信號及相位測量原理
    3.9.1  GPS衛(wèi)星的載波信號
    3.9.2  GPS衛(wèi)星信號的調制
    3.9.3  GPS衛(wèi)星信號的解調
    3.9.4  載波相位測量原理
  3.10  美國政府關于GPS衛(wèi)星信號的SA政策
    3.10.1  GPS衛(wèi)星信號的SA技術
    3.10.2  SA技術對定位的影響
    3.10.3  GPS用戶的反限制措施
    習題
第4章  GPS定位原理
  4.1  GPS絕對定位原理
    4.1.1  測碼偽距觀測方程及其線性化
    4.1.2  測相偽距觀測方程及其線性化
    4.1.3  動態(tài)絕對定位原理
    4；1.4  靜態(tài)絕對定位原理
    4.2  觀測衛(wèi)星的幾何分布與GPS授時
    4.2.1  衛(wèi)星幾何分布精度因子
    4.2.2  GPS測時
    4.3  GPS相對定位原理
    4.3.1  相對定位的概念
    4.3.2  靜態(tài)相對定位的觀測方程及其解算
  4.4  差分GPS測量原理
    4.4.1  偽距差分原理
    4.4.2  位置差分原理
    4.4.3  載波相位差分原理
    4.5  廣域差分GPS
    4.5.1  單基準站差分GPS(SRDGPS)
    4.5.2  局部區(qū)域差分GPS系統(tǒng)(LADGPS)
    4.5.3  廣域差分GPS系統(tǒng)(WADGPS)
    4.6  整周未知數(shù)的確定方法與周跳分析
    4.6.1  整周未知數(shù)的靜態(tài)求解方法
    4.6.2  整周未知數(shù)的動態(tài)求解方法
    習題
第5章  GPS測量的誤差來源
    5.1  GPS測量誤差的分類
    5.2  與GPS衛(wèi)星有關的誤差
    5.2.1  GPS衛(wèi)星星歷誤差
    5.2.2  衛(wèi)星鐘誤差
    5.2.3  相對論效應
    5.3  與衛(wèi)星信號傳播有關的誤差
    5.3.1  電離層折射誤差
    5；3.2  對流層折射誤差
    5.3.3  多路徑效應
    5.4  與接收機有關的誤差
    5.4.1  觀測誤差
    5.4.2  接收機鐘誤差
    5.4.3  載波相位觀測的整周未知數(shù)
    5.4.4  天線相位中心位置偏差
    5.5  其他誤差來源
    5.5.1  地球自轉的影響
    5.5.2  地球潮汐改正
    習題
第6章  GPS測量技術設計與外業(yè)施測
    6.1  GPS測量的技術設計
    6.1.1  GPS控制網(wǎng)技術設計的依據(jù)
    6.1.2  GPS控制網(wǎng)的精度、密度設計
    6.1.3  GPS控制網(wǎng)的基準設計
    6.1.4  GPS控制網(wǎng)圖形構成的基本概念和網(wǎng)的特征條件
    6.2  GPS控制網(wǎng)的圖形設計及設計原則
    6.2.1  GPS網(wǎng)的圖形設計
    6.2.2  GPS網(wǎng)的圖形設計原則
    6.3  GPS控制網(wǎng)的優(yōu)化設計
    6.3.1  GPS控制網(wǎng)基準的優(yōu)化設計
    6.3.2  GPS網(wǎng)的精度設計
    6.4  GPS測前準備及技術設計書的編寫
    6.4.1  測區(qū)踏勘及收集資料
    6.4.2  器材準備及人員組織
    6.4.3  外業(yè)觀測計劃的擬定
    6.4.4  技術設計書編寫
  6.5  GPS測量外業(yè)實施
    6.5.1  GPS控制點的選擇
    6.5.2  外業(yè)觀測
    6.5.3  數(shù)據(jù)預處理
    6.5.4  觀測成果外業(yè)檢核
    6.5.5  野外返工
    6.5.6  GPS網(wǎng)平差處理
  6.6  技術總結與上交資料
    6.6.1  技術總結
    6.6.2  上交資料
    習題
第7章  GPS測量數(shù)據(jù)處理
    7.1  概述
    7.1.1  數(shù)據(jù)預處理
    7.1.2  基線向量的解算
  7.2  GPS基線向量的解算
    7.2.1  雙差基線模型
    7.2.2  基線解算
    7.2.3  精度評定
    7.2.4  基線向量解算結果分析
    7.2.5  基線解算中的幾個問題
  7.3  GPS控制網(wǎng)的三維平差
    7.3.1  三維無約束平差
    7.3.2  三維約束平差
    7.3.3  GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)的三維聯(lián)合平差
    7.3.4  GPS控制網(wǎng)三維平差的主要流程
    7.4  GPS基線向量網(wǎng)的二維平差
    7.4.1  基線向量網(wǎng)的二維投影變換
    7.4.2  基線向量網(wǎng)的二維平差
  7.5  GPS高程
    7.5.1  高程系統(tǒng)
    7.5.2  GPS水準高程
    7.5.3  GPS重力高程
    7.5.4  GPS高程精度
    習題
第8章  GPS衛(wèi)星信號接收機
    8.1  GPS衛(wèi)星信號接收機的分類
    8.1.1  按接收機工作原理分類
    8.1.2  按接收機的用途分類
    8.1.3  按接收機接收的載波頻率分
    8.1.4  按接收機的通道數(shù)分
    8.2  GPS接收機的組成及工作原理
    8.2.1  GPS接收機天線
    8.2.2  GPS接收機工作原理
    8.3  幾種常見GPS衛(wèi)星信號接收機
    8.3.1  Ashtech系列GPS接收機
    8.3.2  天寶系列GPS接收機
    8.3.3  法國泰雷茲(THALES)公司產(chǎn)品
    8.3.4  LeicaWildGPS接收機產(chǎn)品
    8.4  GPS衛(wèi)星信號接收機的選用與檢驗
    8.4.1  GPS接收機的選用
    8.4.2  GPS接收機檢驗
    8.4.3  GPS接收機的維護
    習題·
第9章  GPS測量技術在控制測量、精密工程測量及變形監(jiān)測中的應用
    9.1  概述
    9.2  GPS在控制測量中的應用
    9.2.1  全球或全國性的GPS網(wǎng)
    9.2.2  區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)
    9.3  GPS在精密工程測量中的作用
    9.3.1  GPS建立精密工程控制網(wǎng)的可行性
    9.3.2  GPS在工程測量中應用示例
    9.4  GPS在工程變形監(jiān)測中的應用
    9.4.1  GPS用于工程變形監(jiān)測的可行性
    9.4.2  GPS在工程變形監(jiān)測中應用示例
    習題
第10章  GPS測量技術在航空遙感中的應用
    10.1  概述
    10.2  常規(guī)空中三角測量
    10.3  GPS用于空中三角測量的可行性
    10.3.1  精度分析
    10.3.2  機載GPS天線相位中心位置的確定
  10.4  機載GPS天線與攝影機偏心測量
  10.5  GPS輔助空中三角測量
    10.5.1  GPS輔助空中三角測量聯(lián)合平差
    10.5.2  GPS輔助空中三角測量結果分析
    習題
第11章  GPS測量技術在土地資源調查中的應用
    11.1  土地資源調查的目的與任務
    11.1.1  土地資源調查的目的
    11.1.2  土地資源調查的任務
    11.2  土地資源調查的內容與方法
    11.2.1  土地資源調查內容
    11.2.2  土地資源調查的基本方法
    11.3  實時動態(tài)測量系統(tǒng)
    11.3.1  RTKGPS測量方法概述
    11.3.2  RTKGPS測量系統(tǒng)的設備
    11.3.3  RTKGPS測量作業(yè)模式及應用
    11.4  GPS測量技術在土地資源調查中的應用
    11.4.1  RTK技術在圖根控制測量中的應用
    11.4.2  RTK技術在碎部測量中的應用
    習題
第12章  GPS在地質調查、地形測量、地籍測量及深水測量中的應用
    12.1  概述
    12.2  GPS在地質調查中的應用
    12.2.1  地質圖的作用
    12.2.2  傳統(tǒng)地質填圖步驟
    12.2.3  RTK技術在地質填圖中的應用
    12.3  GPS在地形測量中的應用
    12.3.1  RTK技術在地形控制測量中的應用
    12.3.2  RTK技術在地形測繪中的應用
    12.4  RTK技術在地籍測量中的應用
    12.4.1  地籍測量
    12.4.2  RTK在地籍、房產(chǎn)測量中的應用
    12.5  差分GPS在水深測量中的應用
    12.5.1  測前準備
    12.5.2  測量作業(yè)
    12.5.3  內業(yè)處理
    習題
第13章  GPS測量技術在其他領域中的應用
    13.1  GPS測量技術在地球動力學及地震監(jiān)測中的應用
    13.1.1  首都圈GPS地殼形變監(jiān)測網(wǎng)
    13.1.2  青藏高原地球動力學監(jiān)測網(wǎng)
    13.1.3  龍門山GPS地殼形變監(jiān)測網(wǎng)
    13.2  GPS測量技術在城市規(guī)劃中的應用
    13.2.1  城市規(guī)劃的任務
    13.2.2  GPS技術在城市規(guī)劃中的應用
    13.3  GPS在氣象信息測量中的應用
    13.3.1  GPS氣象學簡介
    13.3.2  GPS氣象學分類
    13.3.3  GPS氣象學的原理
    13.3.4  GPS/MET的應用前景
    13.4  GPS在公安、交通系統(tǒng)中的應用
    13.4.1  GPS車輛定位管理系統(tǒng)
    13.4.2  差分GPS在車輛管理系統(tǒng)中的應用
    13.4.3  應用前景
    13.5  GPS測量技術在航海導航中的應用
    13.5.1  差分GPS在船舶進出港口中的應用
    13.5.2  差分GPS在船舶機動性能測定中的應用
    13.6  GPS測量技術在航空導航中的應用
    13.7  GPS在海洋測繪中的應用
    13.7.1  概述
    13.7.2  利用GPS定位技術進行精密海洋定位
    13.7.3  我國沿海RBN/DGPS系統(tǒng)
    13.7.4  利用GPS建立海洋大地控制網(wǎng)
    13.7.5  GPS定位技術在海洋地形測繪中的應用
    13.8  GPS定位技術在其他領域中的應用
    13.8.1  GPS在農業(yè)中的應用
    13.8.2  GPS在林業(yè)管理方面的應用
    13.8.3  GPS在旅游及野外考察中的應用
    13.8.4  GPS在考古中的應用
    習題
參考文獻