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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RTK 123

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