《GPS卫星测量原理与应用 修订版》求取 ⇩

第一章　导引1

§1.1　GPS定位技术的兴起及其特点1

1.1.1　GPS的发展由来1

1.1.2　GPS的特点2

§1.2　GPS的组成概况4

1.2.1 空间星座部分5

1.2.2　地面监控部分7

1.2.3　用户设备部分9

§1.3　美国政府对GPS用户的限制性政策与用户的措施10

1.3.1 当前美国对GPS用户的主要限制性政策10

1.3.2 非特许GPS用户对美国限制性政策的措施11

2.2.1 天球的基本概念14

§2.2　协议天球坐标系14

§2.1 坐标系统的类型14

第二章　GPS定位的坐标系统与时间系统14

2.2.2　天球坐标系15

2.2.3　岁差与章动的影响16

2.2.4 协议天球坐标系的定义和转换17

§2.3　协议地球坐标系19

2.3.1　地球坐标系19

2.3.2　地极移动与协议地球坐标系21

2.3.3 协议地球坐标系与协议天球坐标系的转换24

§2.4　地球坐标系的其它表达形式25

2.4.1　地球参心坐标系25

2.4.2 天文坐标系27

2.4.3　站心坐标系28

2.4.4 高斯平面直角坐标系30

2.5.1 经典大地测量基准32

§2.5　大地测量基准及其转换32

2.5.2 卫星大地测量基准34

§2.6　时间系统35

2.6.1 有关时间的基本概念35

2.6.2　世界时系统36

2.6.3 原子时38

2.6.4 力学时39

2.6.5　协调世界时40

2.6.6　GPS时间系统40

第三章　卫星运动的基础知识及GPS卫星的坐标计算42

§3.1　概述42

3.1.1 卫星轨道在GPS定位中的意义42

3.1.2　影响卫星轨道的因素及其研究方法42

§3.2　卫星的无摄运动43

3.2.1 卫星运动的开普勒定律44

3.2.2 无摄卫星轨道的描述46

3.2.3 真近点角fs的计算47

3.2.4　卫星的瞬时位置49

3.2.5 卫星的运行速度52

§3.3　卫星的受摄运动56

3.3.1 卫星运动的摄动力56

3.3.2　地球引力场摄动力的影响58

3.3.3 日月引力的影响60

3.3.4 太阳光压的影响60

§3.4　GPS卫星的星历61

3.4.1 预报星历61

3.4.2　后处理星历62

§3.5　GPS卫星的坐标计算63

3.5.1 升交点经度的计算63

3.5.2　在协议地球坐标系中GPS卫星位置的计算64

第四章　电磁波的传播与GPS卫星的信号67

§4.1　电磁波传播的基本概念67

4.1.1 电磁波及其参数67

4.1.2 电磁波的传播速度与大气折射68

§4.2　大气层对电磁波传播的影响70

4.2.1 大气的结构及性质70

4.2.2 对流层的影响和改正71

4.2.3 电离层的影响和改正74

§4.3　GPS卫星的测距码信号79

4.3.1 关于GPS卫星信号79

4.3.2　码与码的产生80

4.3.3　GPS的测距码83

4.4.2　导航电文的内容85

4.4.1 导航电文及其格式85

§4.4　GPS卫星的导航电文（数据码）85

§4.5　GPS卫星信号的构成87

4.5.1 卫星的载波信号与调制87

4.5.2 卫星信号的解调89

第五章　GPS定位的观测量、观测方程及误差分析90

§5.1　GPS定位的方法与观测量90

5.1.1 定位方法的分类90

5.1.2　观测量的基本概念90

§5.2　测码伪距观测方程92

§5.3　测相伪距观测方程93

5.3.1 卫星载波信号的相位与传播时间93

5.3.2　测相伪距观测方程95

§5.4　观测方程的线性化97

5.4.1 测码伪距观测方程的线性化97

5.4.2 测相伪距观测方程的线性化98

§5.5　观测量的误差来源及其影响99

5.5.1 误差的分类99

5.5.2 与卫星有关的误差100

5.5.3 卫星信号的传播误差102

5.5.4　与接收设备有关的误差105

5.5.5　其它误差来源106

第六章　GPS绝对定位原理109

§6.1　绝对定位方法概述109

§6.2　动态绝对定位原理110

6.2.1 测码伪距动态绝对定位法110

6.2.2　测相伪距动态绝对定位法112

§6.3　静态绝对定位原理114

6.3.1 测码伪距静态绝对定位法114

6.3.2　测相伪距静态绝对定位法115

§6.4　观测卫星的几何分布及其对绝对定位精度的影响117

6.4.1 绝对定位精度的评价117

6.4.2 卫星分布的几何图形对精度因子的影响119

§6.5　GPS接收机载体航速的测定121

§6.6　GPS测时123

第七章　GPS相对定位原理125

§7.1　相对定位方法概述125

7.1.1 静态相对定位法126

7.1.2　动态相对定位法128

§7.2　静态相对定位的观测方程129

7.2.1 基本观测量及其线性组合129

7.2.2　单差（SD）观测方程131

7.2.3　双差（DD）观测方程132

7.2.4 三差（TD）观测方程134

7.2.5 准动态相对定位的观测方程135

§7.3　动态相对定位的观测方程136

7.3.1 关于测码伪距动态相对定位法136

7.3.2　关于测相伪距动态相对定位法138

§7.4　静态相对定位的单基线平差模型139

7.4.1 观测方程的线性化及平差模型139

7.4.2　观测量线性组合的相关性145

7.4.3　起始点（或参考点）坐标的偏差对基线测量的影响148

§7.5　整周未知数的确定方法150

7.5.1 整周未知数及其确定方法概述150

7.5.2　确定整周未知数的经典静态相对定位法151

7.5.3　确定整周未知数的交换接收天线法152

7.5.4　确定整周未知数的P码双频技术154

7.5.5　确定整周未知数的马吉尔配适滤波法159

7.5.6　确定整周未知数的搜索法160

7.5.7　确定整周未知数的动态法162

§7.6　周跳分析的基本思路164

第八章　GPS相对定位的轨道改进法与GPS测量控制网的整体平差原理166

§8.1　GPS相对定位的轨道改进法166

8.1.1 轨道改进法的微分关系式166

8.1.2　轨道改进法的观测方程170

§8.2　GPS卫星网的整体平差原理173

8.2.1 整体平差方法概述173

8.2.2　基线向量网的平差模型175

8.2.3　平差结果的精度评定178

第九章　GPS卫星网与经典地面测量控制网的联合平差180

§9.1　GPS卫星网与经典地面测量控制网联合平差的意义180

§9.2　GPS网与地面网的三维联合平差181

9.2.1 在三维坐标系统中两网的转换模型181

9.2.2 网的方差与协方差模型及网的基准183

9.2.3　三维联合平差模型187

§9.3　GPS网与地面网的两维联合平差190

9.3.1 在两维坐标系统中两网的转换模型190

9.3.2 两维联合平差模型194

第十章　GPS测量的实施198

§10.1　概述198

§10.2　GPS网的优化设计198

10.2.1 精度标准的确定199

10.2.2 网的图形设计200

10.2.3 网的基准设计203

§10.3　选点与建立标志204

10.3.1　选点工作204

10.3.2　建立点位标志204

10.4.1　观测计划的拟定205

§10.4　GPS测量的观测工作205

10.4.2　GPS测量仪器设备的配置207

10.4.3　观测工作208

§10.5　GPS接收设备的检验209

10.5.1　检验的主要内容209

10.5.2　GPS接收机的检验内容与方法210

§10.6　GPS测量的作业模式212

10.6.1 经典静态相对定位模式212

10.6.2　快速静态相对定位模式213

10.6.3 准动态相对定位模式213

10.6.4　动态相对定位模式214

§10.7　实时动态测量系统及其应用215

10.7.1　GPS实时动态定位方法概述215

10.7.2 实时动态（RTK）测量系统的设备配置215

10.7.3　实时动态（RTK）测量的作业模式与应用217

§10.8　观测成果的外业检核218

§10.9　观测数据的测后处理过程220

10.9.1　观测数据的预处理220

10.9.2　平差计算220

10.9.3　技术总结与上交资料221

§10.10　GPS测量偏心观测的归算222

10.10.1 归心元素及其测定222

10.10.2 归心改正数的计算223

10.10.3 归心元素的测定精度224

第十一章　GPS定位技术的应用226

§11.1　GPS定位技术在平面控制测量方面的应用226

§11.2　GPS定位技术在高程测量方面的应用230

11.2.1　高程系统概述230

11.2.2　研究大地水准面高程的传统方法233

11.2.3　确定正常高的GPS高程法236

11.2.4　确定高程异常的GPS水准法237

§11.3　GPS定位技术在地球动力学研究方面的应用240

11.3.1　地球动力学概述240

11.3.2　GPS对研究板块运动的意义242

§11.4　GPS定位技术在海洋测绘方面的应用245

11.4.1　在海洋资源勘探方面的应用245

11.4.2　在海洋大地测量方面的应用247

§11.5　GPS定位技术在精密工程测量和工程变形监测方面的应用248

11.5.1　在精密工程测量中的应用248

11.5.2　在工程变形监测方面的应用250

§11.6　GPS定位技术在导航方面的应用251

11.6.1　概述251

11.6.2　实时动态单点定位的导航系统252

11.6.3　差分GPS（DGPS）导航系统253

11.6.4　广域差分GPS导航系统255

§11.7　与GPS定位技术组合的导航与测量系统257

第十二章　GPS接收机260

§12.1　GPS接收机及其分类260

12.1.1　GPS接收机的基本概念260

12.1.2　GPS接收机的类型261

§12.2　GPS接收机通道的概念262

12.2.1　序贯通道263

12.2.2　多路复用通道264

12.2.3　多通道264

§12.3　GPS接收机的基本工作原理264

12.3.1　码相关型通道265

12.3.2　平方型通道266

12.3.3　码相位型通道267

12.4.2 天线的类型268

§12.4　GPS接收机的天线268

12.4.1 对天线的要求268

§12.5　GPS卫星测量系统269

12.5.1　GPS测量系统的硬件及其发展269

12.5.2　GPS测量系统的软件功能及其发展274

附录一：国际制量级的词冠和代号277

附录二：矩阵的特殊量278

附录三：关于广义逆矩阵280

附录四：年积日计算表285

附录五：GPS点之记286

附录六：GPS点环视图287

附录七：GPS点标石类型图288

附录八：GPS测量手簿记录格式290

参考文献293