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第1章 绪论1

1.1卫星导航定位技术概述1

1.1.1子午卫星系统及其局限性1

1.1.2 GPS的产生和发展2

1.1.3 GPS的特点3

1.2 GPS系统组成4

1.2.1空间星座部分4

1.2.2地面监控部分5

1.2.3用户设备部分6

1.3美国政府的GPS政策6

1.3.1 SA政策7

1.3.2 AS政策7

1.3.3 GPS现代化7

1.4其他卫星导航定位系统概况8

1.4.1 GLONASS全球导航卫星系统8

1.4.2 GALILEO卫星导航定位系统9

1.4.3北斗卫星导航定位系统10

第2章GPS定位的时空基准13

2.1坐标系统13

2.1.1协议天球坐标系13

2.1.2协议地球坐标系18

2 1.3世界大地坐标系21

2.1.4我国大地坐标系21

2.1.5国际地球参考框架23

2.1.6坐标系统转换23

2.2时间系统25

2.2.1基本概念25

2.2.2世界时系统25

2.2.3原子时26

2.2.4力学时26

2.2.5协调世界时27

2.2.6 GPS时间系统27

第3章 卫星运动和卫星信号29

3.1卫星的无摄运动29

3.1.1卫星运动的开普勒定律29

3.1.2无摄运动的轨道参数31

3.1.3真近点角的计算32

3.1.4卫星的瞬时位置34

3.1.5卫星的瞬时速度36

3.2卫星的受摄运动37

3.2.1卫星运动的摄动力37

3.2.2地球引力场摄动力的影响38

3.2.3日、月引力的影响39

3.2.4太阳光压摄动的影响39

3.2.5地球潮汐摄动力的影响40

3.3 GPS卫星星历40

3.3.1广播星历40

3.3.2精密星历41

3.3.3卫星坐标的计算41

3.4 GPS卫星信号43

3.4.1 GPS卫星导航电文43

3.4.2 GPS卫星测距码信号45

3.4.3 GPS卫星载波信号47

第4章GPS定位原理48

4.1概述48

4.1.1 GPS定位方法48

4.1.2 GPS定位的观测量49

4.1.3测码伪距观测方程49

4.1.4测相伪距观测方程51

4.2 GPS静态定位54

4.2.1静态定位方式54

4.2.2静态绝对定位原理55

4.2.3静态相对定位原理60

4.2.4整周未知数的确定与周跳分析62

4.3 GPS动态定位66

4.3.1动态定位方式66

4.3.2动态绝对定位原理67

4.3 3动态相对定位原理69

第5章GPS测量误差来源及其影响74

5.1 GPS测量误差的分类74

5.2与卫星有关的误差75

5.2.1卫星钟差75

5.2.2卫星轨道偏差76

5.3与卫星信号传播有关的误差77

5.3.1电离层延迟77

5.3.2对流层延迟79

5.3.3多路径效应80

5.4与接收机有关的误差81

5.4.1接收机钟差81

5.4.2观测误差82

5.4.3天线相位中心偏差82

5.5其他误差来源83

5.5.1地球自转的影响83

5.5.2相对论效应的影响83

第6章GPS测量的设计与实施86

6.1 GPS测量的技术设计86

6.1.1技术设计的依据86

6.1.2精度和密度设计87

6.1.3基准设计88

6.1.4图形设计88

6.2 GPS的观测工作95

6.2.1测区踏勘与资料收集95

6.2.2仪器配置与人员组织96

6.2.3拟定外业观测计划96

6.2.4编制技术设计书100

6.2.5选点与埋石100

6.2.6观测工作101

6.3 GPS测量的作业模式106

6.3.1经典静态相对定位模式106

6.3.2快速静态相对定位模式106

6.3.3准动态相对定位模式107

6.3.4动态相对定位模式108

6.4实时动态测量系统109

6.4.1 RTK定位技术简介109

6.4.2 RTK作业程序110

6.4.3网络RTK123

6.5外业数据质量检核126

6.6技术总结与资料上交127

第7章GPS测量数据处理129

7.1概述129

7.2基线向量的解算130

7.2.1观测值模型130

7.2.2法方程的组成及解算133

7.2.3精度评定134

7.2.4基线解算结果的质量评定指标134

7.3基线向量网平差137

7.3.1三维无约束平差137

7.3.2三维约束平差139

7.3.3基线向量网与地面网的联合平差140

7.4数据处理示例141

7.4.1建立坐标系统141

7.4.2新建项目144

7.4.3导入静态观测数据145

7.4.4 GPS基线处理146

7.4.5 GPS网的无约束平差149

7.4.6 GPS网的约束平差151

7.4.7成果输出151

7.5 GPS高程测量152

7.5.1高程系统之间的关系152

7.5.2 GPS水准153

第8章GPS的应用155

8.1 GPS在大地测量中的应用155

8.2 GPS在监测地震与地壳运动中的应用156

8.3 GPS在工程测量中的应用157

8.3.1 GPS在建筑物变形监测中的应用157

8.3.2 GPS在水电工程中的应用158

8.3.3 GPS在道路工程中的应用158

8.4 GPS在海洋测绘中的应用159

8.4.1在海洋资源勘探方面的应用159

8.4.2在海洋大地测量方面的应用159

8.4.3在水下地形测绘中的应用160

8.5 GPS在航空中的应用160

8.6 GPS在气象中的应用161

8.7 GPS在交通、旅游中的应用163

8.8 GPS在其他领域的应用164

附录165

×××高速公路大型构造物独立施工控制网GPS测量技术设计书165

×××高速公路大型构造物独立施工控制网GPS测量技术总结170

参考文献177