第1章 引论 1
1.1测量的起源 1
1.2全球测量技术的发展 1
1.2.1全球光学三角测量 1
1.2.2全球电磁波三边测量 2
1.2.3星基定位 2
1.3卫星定位与导航 6
1.3.1位置测定 6
1.3.2速度测定 7
1.3.3姿态测定 8
1.3.4术语 8
第2章 参考系统 10
2.1概述 10
2.2坐标系统 11
2.2.1定义 11
2.2.2天球坐标框架与地球坐标框架的转换 13
2.2.3地球坐标框架之间的转换 16
2.3时间系统 16
2.3.1定义 16
2.3.2时间转换 17
2.3.3历法 18
第3章 卫星轨道 20
3.1概述 20
3.2轨道描述 20
3.2.1开普勒运动 20
3.2.2受摄运动 25
3.2.3摄动加速度 26
3.3轨道确定 29
3.3.1开普勒轨道确定 30
3.3.2摄动轨道确定 32
3.4轨道发布 34
3.4.1跟踪网 34
3.4.2星历 36
第4章 卫星信号 40
4.1概述 40
4.1.1物理基础 40
4.1.2传播效应 44
4.1.3频率标准 50
4.2通用信号结构 50
4.2.1信号设计参数 50
4.2.2载波频率 54
4.2.3测距码层 55
4.2.4数据链层 62
4.2.5卫星复用 63
4.3通用信号处理 63
4.3.1接收机设计 63
4.3.2射频前端 65
4.3.3数字信号处理 68
4.3.4导航处理器 78
第5章 观测量 80
5.1数据获取 80
5.1.1码伪距 80
5.1.2相位伪距 81
5.1.3多普勒数据 82
5.1.4偏差和噪声 83
5.2数据组合 85
5.2.1相位伪距线性组合 85
5.2.2码伪距平滑 86
5.3大气影响 88
5.3.1相速和群速 88
5.3.2电离层折射 90
5.3.3对流层折射 97
5.3.4大气层监测 105
5.4相对论效应 107
5.4.1狭义相对论 107
5.4.2广义相对论 109
5.4.3 GNSS的相对论效应 110
5.5天线相位中心偏差和变化 112
5.5.1概述 112
5.5.2相对天线相位中心改正 113
5.5.3绝对天线相位中心改正 114
5.5.4数据研究结果 115
5.6多路径 117
5.6.1概述 117
5.6.2数学模型 118
5.6.3多路径效应消减 120
第6章 定位数学模型 122
6.1单点定位 122
6.1.1码伪距单点定位 122
6.1.2载波相位单点定位 123
6.1.3多普勒单点定位 125
6.1.4精密单点定位 126
6.2差分定位 128
6.2.1基本概念 128
6.2.2码伪距DGNSS 129
6.2.3相位伪距DGNSS 130
6.2.4局域DGNSS 130
6.3相对定位 131
6.3.1基本概念 131
6.3.2相位差分 132
6.3.3相位组合的相关性 135
6.3.4静态相对定位 139
6.3.5动态相对定位 140
6.3.6伪动态相对定位 142
6.3.7虚拟参考站（VRS） 142
第7章 数据处理 146
7.1数据预处理 146
7.1.1数据准备 146
7.1.2周跳探测与修复 147
7.2整周模糊度的确定 153
7.2.1概述 153
7.2.2基本方法 156
7.2.3搜索技术 162
7.2.4模糊度验证 178
7.3平差、滤波和质量评估 179
7.3.1基本原理 179
7.3.2数学模型的线性化 188
7.3.3网平差 193
7.3.4精度衰减因子 197
7.3.5质量参数 200
7.3.6准确度指标 205
第8章 数据转换 209
8.1概述 209
8.2坐标转换 209
8.2.1直角坐标和大地坐标的转换 209
8.2.2全球坐标和局部坐标的转换 212
8.2.3大地坐标和平面坐标的转换 213
8.2.4高程转换 218
8.3基准转换 221
8.3.1三维转换 221
8.3.2二维转换 224
8.3.3一维转换 226
8.4 GNSS与地面数据的联合平差 228
8.4.1公共坐标系统 228
8.4.2观测量的表示 228
第9章GPS 232
9.1概述 232
9.1.1历史回顾 232
9.1.2项目阶段 232
9.1.3管理和运营 233
9.2参考系统 235
9.2.1坐标系 235
9.2.2时间系统 236
9.3 GPS服务 237
9.3.1标准定位服务 238
9.3.2精密定位服务 238
9.3.3精度和访问限制 239
9.4 GPS系统结构 242
9.4.1空间段 242
9.4.2控制段 244
9.5信号结构 246
9.5.1载波频率 247
9.5.2 PRN码和调制 248
9.5.3导航电文 253
9.6展望 255
9.6.1 GPS现代化 255
9.6.2 GPS Ⅲ 256
第10章GLONASS 257
10.1概述 257
10.1.1历史回顾 257
10.1.2项目阶段 258
10.1.3管理和运营 258
10.2参考系统 260
10.2.1坐标系统 260
10.2.2时间系统 261
10.3 GLONASS服务 261
10.3.1标准定位服务 262
10.3.2精密定位服务 262
10.4 GLONASS系统结构 263
10.4.1空间段 263
10.4.2控制段 265
10.5信号结构 267
10.5.1载波频率 269
10.5.2伪随机码和调制 270
10.5.3导航电文 272
10.6展望 274
第11章Galileo系统 275
11.1概述 275
11.1.1历史回顾 275
11.1.2项目阶段 277
11.1.3管理与运作 277
11.2参考系统 278
11.2.1坐标系统 278
11.2.2时间系统 278
11.3 Galileo系统服务 279
11.3.1公开服务 280
11.3.2商业服务 280
11.3.3生命安全服务 280
11.3.4公共安全管制服务 280
11.3.5搜索与救援服务 281
11.4 Galileo系统结构 281
11.4.1空间段 282
11.4.2地面段 285
11.4.3完备性确定 287
11.5信号结构 288
11.5.1载波频率 289
11.5.2 PRN码和信号调制 290
11.5.3导航电文 295
11.6展望 298
第12章 其他全球卫星导航系统 299
12.1全球系统 299
12.1.1 GPS、 GLONASS和Galileo的比较 299
12.1.2北斗-2系统 303
12.1.3其他全球系统 304
12.2区域系统 307
12.2.1北斗-1系统 307
12.2.2 QZSS 309
12.2.3其他区域系统 312
12.3差分系统 313
12.3.1原理 314
12.3.2差分改正域 314
12.3.3差分系统实例 315
12.4增强系统 317
12.4.1空基增强系统 318
12.4.2地基增强系统 322
12.5辅助系统 324
12.6展望 325
第13章GNSS应用 326
13.1 GNSS观测量产品 326
13.1.1卫星坐标 326
13.1.2位置确定 327
13.1.3速度确定 333
13.1.4姿态确定 333
13.1.5时间传递 336
13.1.6其他产品 336
13.2数据传输和格式 338
13.2.1 RTCM格式 338
13.2.2 RINEX格式 339
13.2.3 NMEA格式 340
13.3系统集成 341
13.3.1 GNSS和INS 342
13.3.2无线电导航计划 342
13.4用户段 342
13.4.1接收机特征 342
13.4.2控制网 345
13.4.3信息服务 346
13.5应用集锦 347
13.5.1导航 347
13.5.2测绘 350
13.5.3科学应用 351
第14章 结论与展望 352
参考文献 355
缩略语 389
术语中英文对照 399