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第一节 卫星大地测量及其发展3

一、大地测量的发展概况3

第一篇　GPS测量定位技术3

第一章 绪论3

二、卫星大地测量的起源5

三、GPS定位的基本概念8

四、中国GPS卫星跟踪网11

一、GPS卫星及星座15

第二节 导航定位卫星及其星座15

二、前苏联GLONASS全球卫星导航系统19

三、欧洲空间局的NAVSAT卫星导航系统22

四、伽利略全球卫星导航系统25

五、中国的北斗导航卫星定位系统27

一、GPS在大地测量中的应用29

第三节 GPS在国民经济建设中的应用29

二、GPS在工程测量中的应用33

三、GPS在航空摄影测量中的应用35

四、GPS在线路勘测及隧道贯通测量中的应用36

五、GPS在地形、地籍及房地产测量中的应用38

七、GPS在其他领域中的应用39

六、GPS在水下地形测量中的应用39

第二章 GPS定位的坐标系统和时间系统42

一、概述43

第一节 参心坐标系43

二、1954年北京坐标系［BJZ54（原）］44

三、1980年国家大地坐标系（GDZ80）46

四、1954年新北京坐标系（BJZ54）51

一、建立地心坐标系的意义和方法52

第二节 地心坐标系52

二、地心坐标系的表述形式54

三、WGS—84大地坐标系55

四、地方独立坐标系56

第三节 天球坐标系57

五、ITRF坐标框架简介57

一、天球上的点和圈58

二、岁差与章动59

三、天球坐标系的建立60

一、概述62

第四节 时间系统62

二、力学时（DT）63

三、GPS时（GPST）64

四、区时（Tn）65

一、地面监控部分66

第一节 GPS定位系统的组成66

第三章 GPS系统的组成与GPS信号66

二、空间卫星部分70

三、用户接收部分72

第二节 卫星的运行及其轨道73

一、理想情况下的卫星运动74

二、卫星运行的轨道77

三、摄动力对卫星运行轨道的影响79

一、GPS卫星星历81

第三节 卫星星历与卫星位置计算81

二、卫星在其轨道平面内的位置计算84

三、卫星在地心空间直角坐标系中的位置计算86

第四节 GPS卫星信号88

一、GPS卫星信号的内容89

二、GPS信号的结构92

三、测距码的产生93

四、GPS信号的传播95

五、导航电文97

一、信号接收设备的组成101

第五节 GPS信号的接收101

二、天线单元103

三、接收单元104

第一节 GPS定位概述109

第四章 GPS卫星定位的基本原理109

一、静态定位与动态定位110

二、单点定位和相对定位111

三、主动式测距和被动式测距112

四、用GPS定位的基本方法113

一、测定伪距的方法116

第二节 伪距法定位116

二、伪距法定位的原理118

三、伪距法定位的计算120

四、伪距定位法的应用122

第三节 载波相位测量123

一、载波相位测量原理124

二、载波相位测量观测方程127

三、载波相位测量差分法130

一、动态定位的特点134

第四节 GPS动态定位原理134

二、单点动态定位135

三、伪距差分动态定位138

四、GPS测速140

五、GPS定时141

第一节 GPS测量的主要误差分类145

第五章 GPS卫星定位的误差来源及其影响145

第二节 与卫星有关的误差146

一、卫星星历误差147

二、卫星钟的钟误差150

三、相对论效应151

一、电离层折射153

第三节 卫星信号传播误差153

二、对流层折射157

三、多路径误差160

第四节 接收设备误差与图形强度161

二、天线相位中心位置误差162

一、接收机钟误差162

四、几何图形强度163

三、等效距离误差163

第五节 整周跳变分析与整周未知数的确定165

一、整周跳变分析166

二、整周未知数N0的确定169

第六章 GPS卫星定位测量的设计与实施172

一、GPS测量的精度分级173

第一节 建立GPS控制网的技术依据173

二、GPS点的密度175

三、测量作业基本技术规定176

一、技术设计中应考虑的因素180

第二节 GPS定位网的布设180

二、GPS网的布网原则181

三、GPS网的联测设计182

四、卫星空间分布的几何图形强度设计183

五、野外选点184

六、标石埋设187

第三节 GPS接收机的选择188

一、接收机的类型选择189

二、最佳GPS接收机具备的条件192

三、GPS接收机简介193

一、两台接收机相对定位的测设方案198

第四节 GPS定位网的测设方案198

二、多台接收机的同步网测设方案202

三、多台接收机的异步网测设方案203

一、接收设备及其检验206

第五节 外业观测206

二、制定实测方案208

三、选择最佳观测时段209

四、编排作业调度表210

五、天线安置211

六、观测作业212

七、外业成果记录213

一、野外数据检核215

第六节 观测成果的外业检核及处理215

二、数据后处理218

三、技术总结与上交资料220

一、概述222

第一节 观测数据的预处理222

第七章　GPS控制网的数据处理222

二、预处理的准备工作225

三、数据预处理的内容227

一、误差方程的列立233

第二节 GPS基线向量的解算233

二、法方程的组成与解算237

三、精度评定239

四、解算结果分析240

一、概述242

第三节 GPS基线网独立平差242

二、基线网按经典自由网平差243

三、基线网按亏秩自由网平差246

第四节 坐标系统的转换247

一、空间直角坐标与大地坐标的转换248

二、不同空间直角坐标系之间的坐标转换249

三、不同大地坐标系之间的坐标转换255

四、在高斯平面坐标系统中的坐标转换模型256

一、概述261

第五节 GPS网与地面网的三维平差261

二、在空间直角坐标系中的三维约束平差262

三、在大地坐标系统中的三维约束平差267

四、三维联合平差271

五、GPS网三维平差的若干问题273

一、二维无约束平差275

第六节 GPS网与地面网的二维平差275

二、二维约束平差277

三、二维联合平差280

一、概述285

第七节 GPS的高程计算285

二、拟合法确定正常高程286

三、GPS水准应用288

一、RTK的工作原理290

第一节 RTK概述290

第八章　GPS实时动态定位290

第二节　RTK系统基准站的组成和作用292

二、RTK的系统组成292

第三节 RTK流动站的组成和作用295

一、架设基准站298

第五节　RTK的作业方法298

第四节　RTK定位测量的外业准备工作298

二、启动基准站300

四、开始测量301

三、启动流动站301

一、概述302

第六节 GPS网络RTK技术302

二、VRS的系统构成及工作原理303

三、VRS系统的优势306

第二篇 GPS定位技术在矿井地面形度井下人员救授测量中的应用第一章 矿井地面形变测量概论311

一、地面形变引起的破坏312

第一节 矿井地面形变引起的破坏及变形观测的任务312

二、变形观测的任务313

一、常规大地测量方法315

第二节 矿井地面形变测量方法简介315

二、液体静力水准等物理方法317

三、近景摄影测量方法318

四、应用GPS技术进行地面形变测量319

一、地面形变测量的精度要求320

第三节 矿井地面形变测量的精度要求与频率320

二、变形观测频率的确定321

一、移动指标322

第四节 矿井地面形变测量变形分析指标322

二、变形指标323

第五节 矿井变形观测数据处理的基准选择325

二、变形观测数据处理的墓准选择326

一、常规测量经典平差中的基准选择326

一、GPS卫星的导航电文329

第一节 概述329

第二章　GPS相对定位原理329

二、GPS卫星的测距信号332

三、绝对定位与相对定位333

四、动态定位与静态定位334

五、GPS绝对定位的墓本原理335

一、伪距测量原理338

第二节 伪距测量338

二、伪距定位观测方程341

第三节 载波相位测量342

一、载波相位测量原理343

二、载波相位测量的观测方程345

三、整周未知数N0的确定347

第四节 GPS绝对定位349

二、伪距法绝对定位的解算350

一、伪距观测方程的线性化350

三、绝对定位精度的评价353

一、载波相位观测值的线性组合355

第五节 GPS相对定位355

二、观测方程的线性化及平差模型357

三、精度评定363

第六节 差分GPS定位技术364

一、单站GPS的差分（SRDGPS）365

二、局部区域GPS差分系统（LADGPS）369

三、广域差分GPS系统（WADGPS）370

第一节　GPS测量的误差来源及其影响371

第三章 GPS定位技术用于矿井地面形变测量的方法371

一、与卫星有关的误差372

二、与信号传播有关的误差373

三、与接收机有关的误差376

一、GPS形变监测网技术设计的依据377

第二节 GPS形变监测网的技术设计377

二、GPS形变监测网的精度与密度378

三、GPS形变监测网的基准设计379

四、GPS形变监测网形设计381

五、技术设计说明书的编写383

一、外业准备384

第三节 GPS形变监测网的外业观测384

二、实地选点与埋设标石385

三、外业观测386

一、观测数据的预处理388

第四节 观测数据的预处理及质量检核388

二、观测成果的质量检核390

三、外业返工391

第一节 概述392

第四章　矿井地面形变观察测量数据处理与变形分析392

一、数据传输与数据预处理393

二、基线向量的解算及网平差399

一、在WGS-84坐标系中点位的表示方法401

第二节 GPS定位成果的表示方法401

二、在地平坐标系中的表示方法402

三、在国家大地坐标系或地方独立坐标系中的表示方法404

四、用高斯平面坐标表示点的平面位置405

一、同一大地坐标系内三维直角坐标（XYZ）与大地坐标（BLH）之间的转换406

第三节 GPS定位成果的坐标转换406

二、地心空间直角坐标系（XYZ）与站心地平直角坐标系（xyz）之间的关系407

四、不同空间直角坐标系统之间的转换408

三、将大地坐标（BL）变换为高斯平面坐标（xy）408

五、不同大地坐标系的换算410

六、GPS时间系统及其换算411

一、概述413

第四节 GPS形变监测网的平差模型与抗差估计在平差中的应用413

二、GPS监测网的静态平差415

三、抗差估计模型419

四、变形分析基准的统一421

五、坐标转换参数与坐标改正数一起解算的平差模型423

第五节 GPS基线向量网在国家坐标系或地方独立坐标中的约束平差425

一、GPS基线向量网三维约束平差426

二、二维约束平差430

三、GPS基线向量网与地面网联合平差431

一、标准卡尔曼滤波模型434

第六节 GPS形变监测网动态数据处理434

三、GPS监测网数据处理抗差卡尔曼滤波模型441

二、GPS监测网形变分析441

第七节 GPS高程446

一、解析内插法448

二、曲面似合法449

三、多项式曲面拟合精度评定452

四、提高GPS水准精度的措施454

第八节 GPS监测网变形分析456

一、观测资料的整理与变形值的计算457

二、对变形观测资料的分析458

三、监测网点位稳定性分析459

四、回归分析方法在变形观测中的应用462

五、模糊聚类分析在变形观测中的应用463

第一节 GPS定位技术在露天矿边坡变形监测中的应用466

第五章 GPS定位技术在矿井地面形变井下人员应急救接测量中应用实例466

二、边坡变形监测网的布设及施测467

一、边坡变形测量的精度要求467

三、数据处理469

第二节 GPS定位技术在矿区或城市地面沉降中的应用471

一、应用例一472

二、应用例二474

一、基准控制点与变形监测点的布设479

第三节 GPS定位技术在大坝变形479

二、GPS自动化监测系统的构成480

三、系统运行与结果分析481

五、关于坐标转换问题482

四、实测精度482

第四节 GPS定位技术在滑坡监测中的应用483

二、作业实验484

一、GPS形变监测网的布设484

三、GPS监测网基准点稳定性分析485

五、GPS监测网点的垂直位移486

四、GPS监测网滑坡区监测点的水平位移486

六、GPS定位技术用于滑坡监测经验总结487

一、GPS定位技术用于高层建筑物位移测试原理488

第五节 GPS定位技术用于高层建筑动态变形监测488

二、用GPS技术测量卡尔加里高塔的振动489

三、用GPS定位技术测量深圳地王大厦在强台风下的位移490

一、模拟数据492

第六节 GPS监测网动态数据处理算例492

二、标准卡尔曼滤波模型493

三、抗差卡尔曼滤波模型495

四、总结497

一、龙门山GPS地壳形变监测网498

第七节 GPS定位技术用于地壳形变监测的几个实例498

二、首都圈GPS地壳形变监测网500

三、喜马拉雅山局部地区板块与地壳形变监测网501

一、GPS（监测）网数据处理软件包系统流程503

第八节 GPS（监测）网数据处理软件包简介503

二、GPS（监测）网数据处理软件504

三、常规平面（监测）网数据处理软件506

四、GPS网平面坐标系统转换软件507

五、水准（监测）网数据处理软件508

六、GPS高程系统转换软件509

第三篇　矿井低频无线通讯513

第一章 岩层的电气参数513

第一节 矿体结构的一般特性513

第二节 岩层的电磁参数515

第三节 岩层电导率的实验室测量法及其特点526

第四节 井下岩层电导率的测量533

第五节 自然埋藏中的岩层电导率545

第二章　均匀半导电媒质中电磁场的辐射和传播555

第一节 半导电煤质的波参数555

第二节 半导电媒质中赫芝基本辐射器的电磁场560

一、电磁场传播的相速度563

二、场的相位结构564

三、场的衰减规律565

四、各场分量的振幅比565

第三节 半导电煤质中电磁场的指数衰减567

第四节 导电媒质中基本辐射器的电磁场结构574

一、合成场振幅的计算公式575

二、标准函数和感应区及波动区中场的振帽的衰减576

三、标准函数和中间区场的衰减577

四、各场分量的相对强度578

五、电磁场的特性阻抗581

六、辐射的方向性582

第五节 导电煤质中电磁场的频率特性583

第三章　矿井无线通讯系统的天线装置587

第一节 电型发射天线588

第二节 接地电偶极于591

一、接地电偶极子的有效高度592

二、接地电偶极子的输入阻抗596

第三节 磁型发射天线603

一、铁氧体天线603

二、框形天线604

三、框形天线的输入阻抗605

四、框形发射天线的最佳参数610

第四节 接收天线611

一、接地电偶极子型接收天线611

二、磁型接收天线612

第四章　电磁场沿岩层层理的传播615

第一节 层状媒质中电磁场的总赫芝矢量616

第二节 二层媒质中低频电偶极子的场619

一、问题的通解619

二、垂直电偶极子的场621

三、水平电偶极予的场627

第三节 二层导电媒质中低频框形天线的场635

一、水平框的场636

二、垂直框形天线的场637

第四节 电磁场在三层导电媒质中的传播640

一、电导率异常岩层中电偶极予的场641

二、低电导岩层中垂直电偶极予的场647

三、三层媒质中水平电偶极子的场654

四、低电导层中框形天线的场661

第五节 电磁场沿地表的传播663

一、均匀半空间中垂直辐射器的场664

二、二层半空间中垂直辐射器的场666

第五章　低频信号穿越岩层层理的传输671

第一节 均匀岩体中低频无线电信号的传输671

一、水平电偶极子672

二、水平长辐射器674

三、低频框形天线680

第二节 利用近区场垂直于岩层层理传输信号682

一、单独接触面682

二、电导率异常的岩层683

三、高电导冲积层685

第三节 波动区中层状煤质的屏蔽作用687

一、单独接触面的屏蔽作用687

二、电导率异常岩层的屏蔽作用689

三、冲积层的屏蔽作用690

第六章　矿井无线信道中的干扰695

第一节 干扰源695

第二节 在无线信道中干扰的性质697

第三节 干扰从电力网辐射的机理701

第四节 电力网产生的干扰的频谱和电平709

第五节 电网的负载状态对干扰频谱成分的影响714

第六节 矿井无线信道中干扰的防护方法718

第七章 导电煤质中无线信道的最佳参数725

第一节 无线信道的传输函数725

第二节 无线信道的频率特性729

一、无线通道的标准频率特性729

二、导电煤质中无线通道的最佳传输频率731

三、无线通道的通频带宽度734

四、有内干扰源的通道的频率特性735

第三节 无线信道天线装置的相对效率736

一、各种天线在规定工作频率下的相对效率737

二、最佳传输频率下天线的效率743

第四节 无线信道主要参数的计算方法746

一、低频通道参数的计算746

二、高频通道参数的计算748

三、信号在导电煤质中的最大传输距离750

第八章 矿井无线通讯设备和系统756

第一节 矿井无线通讯系统设备的运行条件简介756

一、矿井无线通讯系统中信号传输条件的评价758

第二节 与冒顶区后面的人员联系用的紧急通讯762

第三节 无线电话通讯768

一、语言信号的译码方法769

二、用携带式设备的电话通讯773

三、用固定式设备的电话通讯775

四、与地面的电话通讯777

第四节 电报通讯和紧急通知779

第四篇　矿山无线通讯工程安全文明施工监理手册789

第一章　通信工程施工监理概述789

第一节 通信工程监理程序和质量控制方法790

一、通信工程施工阶段的监理程序790

二、质量控制方法790

三、质量控制中的查验方式791

第二节 通信安全控制792

一、通信管道及人孔的扩建、改建工程792

二、在原有杆路架挂光（电）缆793

三、在通信管道中敷设光（电）缆793

四、在原缆位置埋设光（电）缆794

五、光（电）缆割接、改接794

第三节 质量控制795

一、事前控制796

二、事中控制796

三、事后控制797

一、工程进度控制的依据798

二、进度计划图798

第四节 进度控制798

三、施工进度的核定799

四、施工进度计划的调整799

第五节 投资控制800

一、合同管理801

二、设计合同管理801

第六节 合同管理801

三、施工合同管理802

第七节 监理文件的归档与监理档案802

一、监理档案的内容803

二、监理档案的管理803

第二章　通信管道和电缆通道施工监理805

第一节 概述805

第二节 通信管道工程施工监理质量控制部位806

一、通信管道主要工程质量控制部位806

二、通信管道工程质量控制部位，控制手段和控制方式811

二、设备器材检验清点812

一、施工前的环境检查812

三、安全生产、文明施工的措施812

第三节 通信管道工程质量控制部位的监控要求812

四、管道坑槽质量控制813

五、管道基础质量控制814

六、管道铺设质量控制814

七、包封加固质量控制815

八、回填土方质量控制816

九、钢管铺设质量控制部位816

十、塑料管铺设质量控制部位817

十一、人孔四壁质量控制818

十二、人孔上覆质量控制819

十三、窗口、管孔质量控制819

十四、人孔铁件质量控制820

十五、通信管道的试通821

第四节 顶管施工质量控制部位检验标准822

二、设备器材检验清点823

三、安全生产、文明施工的措施823

一、施工前的环境检查823

四、顶管工作坑824

五、顶管后背825

六、顶管机械安装825

七、顶进826

九、注浆要求827

十、回填土827

八、管线接口827

附录　通信管道和电缆通道施工监理常用表格828

第三章　通信线路施工监理844

第一节　概述844

第二节 通信线路主要工程施工监理质量控制部位845

一、局内成端电缆质量控制部位845

二、管道主干电缆敷设质量控制部位846

三、交接设备质量控制部位848

四、配线电缆质量控制部位849

五、架空杆路质量控制部位850

六、充气设备施工安装质量控制部位的设置852

七、地下电缆进线室电缆支架安装质量控制部位853

八、光缆敷设质量控制部位854

九、SLC、ULC站光缆及配线电缆安装质量控制部位857

十、新、旧局割接质量控制部位858

十一、通信线路工程施工质量控制、控制方式和控制手段设定860

第三节 通信线路设备安装工程质量控制部位的监控要求863

一、局内成端电缆质量控制部位的监控要求863

二、管道主干电缆敷设施工质量控制部位的监控要求870

三、交接设备安装质量控制部位的监控要求879

四、配线电缆施工质量控制部位的监控要求887

五、架空杆路施工质量控制部位的监控要求893

六、充气设备施工安装质量控制部位的监控要求897

七、地下电缆进线室电缆支架安装质量控制部位的监控要求900

八、光缆敷设质量控制部位的监控要求907

九、SLC、ULC站光缆及配线电缆安装质量控制部位的监控要求923

十、新、旧局割接质量控制部位的监控要求927

附录　通信线路施工监理常用表格935

第一节 综合布线系统和智能化建筑的关系956

一、综合布线系统的发展概况956

第四章　综合布线系统概述及施工监理956

二、智能化建筑的定义和基本功能957

三、智能化建筑与综合布线系统的关系958

第二节 综合布线系统的定义、特点及其范围961

一、综合布线系统的定义961

二、综合布线系统的特点962

三、综合布线系统的范围963

第三节 综合布线系统的组成和适用场合964

一、综合布线系统的组成964

二、综合布线系统的运用场合966

第四节 综合布线系统的测试967

一、网络标准与电缆标准967

二、EIA/TIA 568A TSB-67968

三、TSB-67测试参数971

四、测试仪性能要求973

第五节 综合布线系统铺设安装质量标准和监控要求974

一、综合布线施工前准备974

二、设备安装质量要求978

三、缆线敷设质量要求980

四、缆线的终端设备连接质量控制984

五、工程电气测试986

第五章 通信设备安装工程施工监理993

第一节 概述993

第二节 通信设备安装工程质量检测部位994

一、电话程控交换设备安装工程质量控制部位994

二、数字传输设备安装工程质量控制部位995

三、通信电源设备安装工程质量控制部位996

四、通信机房专用空调设备安装工程质量控制部位996

五、通信设备安装工程质量控制部位、控制手段和控制方式的设置997

第三节 通信设备安装工程质量控制部位的监控要求1000

一、电话程控交换设备安装工程质量控制部位监控要求1000

二、数字传输设备安装工程质量控制部位监控要求1010

三、通信电源设备安装工程质量控制部位的监控要求1026

四、通信机房专用空调设备安装工程质量控制部位的监控要求1038

附录 通信设备安装工程施工监理常用表格1043

第六章 无线市话（小灵通）500mW基站整体结构安装施工监理1067

第一节 500mW基站整体结构安装质量控制部位1067

第二节　500mW基站整体结构安装质量控制部位的技术要求1068

一、施工前的环境检查1068

二、设备器材清点及抽验抽测1068

四、基站整体安装1069

三、安全生产、文明施工措施1069