GPS精密测地系统原理PDF电子书下载

目录 1

第一章 绪论 1

§1-1 GPS定位系统的发展历史及意义 1

§1-2 GPS卫星和地面监控网 3

§1-3 GPS信号结构和特性 5

一、扩频调制技术 6

二、P码 7

三、C/A码 8

四、伪随机码特性 8

五、C/A码相关接收原理 10

六、C/A码向P码的转换 11

§1-4 GPS导航电文 12

§1-5 GPS精密测地系统发展概况 15

一、MITES-Macrometer 15

二、SERIES 17

三、TI-4100 18

四、WM-101 20

五、TRIMBLE 4000S 20

六、SERCEL TR5S 21

七、小结 22

§2-1 概述 24

第二章 观测量 24

§2-2 GPS信号传播方程 25

一、第一种表达式 27

二、第二种表达式 28

§2-3 C/A码和P码的伪距观测量 29

§2-4 多普勒观测量 31

§2-5 载波相位观测量 34

§2-6 副载波相位观测量 38

§2-7 信号比特观测量 40

一、采样速率与带宽的关系 41

二、无限削波对信噪比的影响 43

§3-2 检测理论与噪声中的信号提取 45

一、检测理论 45

第三章 GPS信息的相关接收 45

§3-1 引言 45

二、最佳接收理论 48

§3-3 伪随机码的延时锁定 55

一、一般延时锁定环 55

二、包络相关延时锁定环 60

三、伪随机码的搜索与捕获 65

§3-4 PSK信号的检测与同步 69

一、BPSK信号的检测 70

二、BPSK信号同步技术 72

一、多路卫星信号对一般扩频信号的影响 81

§3-5 多路卫星信号的影响 81

二、伪随机码对扩频信号的干扰 83

§3-6 GPS相关接收机 86

一、概述 86

二、X型GPS接收机 87

三、简易型GPS接收机 95

四、多路复用GPS接收机 98

五、全数字化GPS接收机 104

六、双频GPS接收机 106

§4-1 概述 110

第四章 GPS信息的无码接收 110

§4-2 BPSK载波相位恢复技术 111

一、平方环 112

二、同相-正交环 114

三、逆调制环 119

四、判决反馈环 121

§4-3 L1波段载波相位恢复技术 122

一、四次方环 124

二、斯里普凯尔环 125

三、逆调制QPSK载波恢复环 126

§4-4 副载波钟频相位恢复技术 128

一、码的频谱分析 129

二、匹配滤波对称非线性钟频恢复 131

三、延迟-相乘钟频恢复 132

四、微分平方钟频恢复 134

五、包络检波法 134

六、延迟相干法 135

七、载频差频法 137

§4-5 锁相环的分析 137

一、锁相环的线性和准线性模型 137

二、锁相环的非线性分析和跳周 140

§4-6 锁相环的多普勒跟踪性能 150

一、多普勒频移 151

二、一阶环跟踪性能 151

三、二阶环跟踪性能 152

四、三阶环跟踪性能 155

§4-7 噪声对相位误差影响的分析 160

一、噪声对BPSK信号恢复载波相位误差的影响 160

二、噪声对QPSK信号载波相位误差的影响 167

§4-8 振荡器相位噪声对载波相位误差的影响 171

一、相位噪声和频率稳定度模型 172

二、相位噪声功率谱密度的测量 174

三、相位噪声对频率噪声方差的影响 175

四、振荡源相位噪声对锁相环相位误差的影响 177

§4-9 GPS无码接收机 180

一、相位法GPS无码接收机 180

二、干涉法GPS无码接收机 183

三、GPS精密测地系统 185

第五章 数学模型和数据处理方法 187

§5-1 GPS定位的几何模型 187

一、单点定位的几何模型 187

二、相对定位的几何模型 188

§5-2 观测量概述 190

§5-3 数学模型 194

一、单差数学模型 195

二、双差数学模型 199

三、差分多普勒模型 200

四、三差数学模型 201

五、一般约化组合模型 202

六、模糊函数数学模型 203

七、单站观测模型 207

八、干涉法观测处理模型 208

§5-4 数据处理方法 210

一、平差方法基础 211

二、单差处理方法 214

三、差分多普勒方法 218

四、双差处理方法 223

五、三差处理方法 229

六、模糊函数处理方法 232

§5-5 多站处理数学模型 234

一、正交化法 235

二、无差分模型 236

§5-6 卫星轨道定轨方法及改进 238

一、轨道理论与摄动模型 239

二、轨道改进方法 241

§5-7 数据处理程序 245

一、观测数据预处理 245

二、轨道数据处理程序 247

三、定位程序 248

§5-8 测量结果分析和比较 249

一、不同计算方法的比较 249

五、输出结果部分 249

四、测量网平差 249

二、观测精度与卫星数目的关系 253

三、测量精度与观测时段的关系 255

四、单频和双频观测精度的比较 257

五、长短基线观测结果比较 261

六、单基线处理和观测网处理结果的比较 262

七、小结 263

第六章 卫星位置计算与星座选择 264

§6-1 卫星的轨道参数 264

§6-2 卫星位置的计算 265

§6-3 几何精度因子GDOP 268

§6-4 观测星座的选择 270

一、方向余弦法 270

二、矢端四面体法 272

§6-5 四星座的最佳选择和算法 273

§6-6 两种实用的星座选择法 276

一、四锥体结构选择法 276

二、最大高度-底面积选择法 278

第七章 误差分析和改正模型 279

§7-1 接收设备误差分析 279

一、各种环路与载波信噪比的关系 279

二、接收机输入端的噪声功率 281

§7-2 外界环境影响及改正模型 283

一、对流层效应及改正模型 284

二、电离层效应及改正模型 294

三、地球潮汐改正 298

四、多径效应 302

五、钟差改正和相对论效应改正 306

第八章 GPS精密测地系统的应用 310

§8-1 在地壳形变观测中的应用 310

一、概述 310

二、形变观测网的布设 311

三、监测网的观测 312

四、变形观测的平差方法 313

一、建立基本控制网 317

§8-2 在大地测量中的应用 317

二、测定大地水准面 318

三、开拓动力大地测量学新领域 319

§8-3 在海洋石油勘探和平台定位中的应用 320

§8-4 在航空物探定位中的应用 322

§8-5 在船舶进出港口导航中的应用 323

§8-6 在船舶机动性能测定中的应用 325

一、航速测量 325

二、旋回半径测量 325

五、船舶惯性测量 326

三、舵角提前量测量 326

四、船舶航向稳定性测量 326

六、对船舶辅助导航设备的校准 327

§8-7 在海洋大地测量中的应用 327

一、建立海洋大地控制网 327

二、海洋划界 329

三、海洋工程 330

四、海洋科学研究 330

§8-8 在时间传递和测定中的应用 330

参考文献 334

有关专业名词解释 339