《GPS测量原理及应用》郑加柱[等]编著著【摘要书评在线阅读】-苏宁易购图书

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作者：郑加柱[等]编著著| 郑加柱[等]编著编| 郑加柱[等]编著译| 郑加柱[等]编著绘
出版社：科学出版社
出版时间：2013-06-01
版次：31
印次：1
印刷时间：2014-03-29
字数：350000
页数：216
开本：16开
ISBN：9787030408631
版权提供：科学出版社

作者：郑加柱[等]编著
著：郑加柱[等]编著
装帧：平装
印次：1
定价：38.00
ISBN：9787030408631

出版社：科学出版社
开本：16开
印刷时间：2014-03-29
语种：中文

出版时间：2013-06-01
页数：216
外部编号：8264810
版次：31
成品尺寸：暂无

目　　录

前言

第１章　卫星导航定位系统概述１１１　早期卫星定位技术１１２　ＧＰＳ定位系统１１３　ＧＬＯＮＡＳＳ系统５１４　ＧＡＬＩＬＥＯ系统７１５　北斗卫星导航系统８１６　导航卫星系统特点１０

第２章　ＧＰＳ接收机１５２１　ＧＰＳ接收机基本工作原理１５２２　ＧＰＳ接收机的分类１８２３　测地型接收机选型、检验与维护１９２４　接收机技术发展２１２５　常用ＧＰＳ接收机２２

第３章　坐标系统与时间系统３１３１　天球坐标系３２３２　地球坐标系３５３３　协议地球坐标系与协议天球坐标系的转换３７３４　几种常用坐标系３８３５　不同直角坐标系的坐标转换４２３６　时间系统４４

第４章　ＧＰＳ卫星信号与卫星坐标计算４７４１　测距码及其特４７４２　ＧＰＳ导航电文５１４３　ＧＰＳ卫星载波信号５５４４　ＧＰＳ卫星信号的调制与解调５５４５　ＧＰＳ卫星轨道运动与位置计算５８４６　ＲＩＮＥＸ数据格式６７

第５章　ＧＰＳ测量及误差分析７２５１　ＧＰＳ测量基本原理７２５２　ＧＰＳ测量基本观测量７３５３　ＧＰＳ测量误差分析７６

第６章　ＧＰＳ卫星定位原理８７６１　导航８７６２　载波静态定位９０

６３　载波静态相对定位９４

６４　动态相对定位１００６５　周跳的探测与修复１０８６６　整周模糊度的确定１１１第７章　ＧＰＳ控制网的设计与实施１１４７１　ＧＰＳ控制网的技术设计１１４７２　ＧＰＳ控制测量前的准备工作１１９７３　ＧＰＳ控制测量的外业工作１２１７４　ＧＰＳ控制测量的内业工作１２４７５　技术总结撰写与资料提交１２７第８章　静态ＧＰＳ测量数据处理１２８８１　ＧＰＳ测量数据传输１２８８２　静态ＧＰＳ测量数据预处理１２９８３　静态ＧＰＳ基线向量解算１３１８４　ＧＰＳ基线向量网平差１４２８５　ＧＰＳ高程测量１４９第９章　动态ＧＰＳ测量数据处理１５７９１　ＧＰＳ精密单点定位１５７９２　单基站ＲＴＫ解法１６１９３　网络ＣＯＲＳ解法１６４９４　ＧＰＳ动态定位关键技术１６８第１０章　ＧＰＳ行业应用１７５１０１　ＧＰＳ在测绘工程中的应用１７５１０２　ＧＰＳ在土木工程中的应用１８３１０３　ＧＰＳ在交通运输行业中的应用１８７１０４　ＧＰＳ在精准农业中的应用１９０１０５　ＧＰＳ在林业中的应用１９２１０６　ＧＰＳ在旅游行业中的应用１９６１０７　ＧＰＳ在军事方面的应用１９６１０８　ＧＰＳ在电力传输中的应用１９８１０９　ＧＰＳ在气象学中的应用２００主要参考文献２０７

<br>                                            第１章　卫星导航定位系统概述<br>１..１　早期卫星定位技术<br>１９５７年１０月４日.苏联成功地发了世界上颗人造地球卫星.标志着空间科学技术的发展跨入了一个崭新的时代.随着人造地球卫星的不断发.世界各国不仅利用人造卫星为军事、经济和科学文化等服务.而且应用于空间定位.从而产生了卫星大地测量学.<br>卫星定位技术是指人类利用人造地球卫星确定测站点位置的技术.初.人造地球卫星仅作为空间观测目标.即由地面上的两个测站对卫星的瞬间位置进行同步摄影观测.通过确定两个测站至卫星的方向构成一个平面.对不同卫星观测得到的两平面交线即为两个测站的弦线.在不同测站之间对卫星观测即可组成地面三角网.从而确定地面点的位置.此方法称为卫星三角测量 (图１..１).同时.也可利用激光技术测定观测站至卫星的距离.根据建立的卫星测距网进行定位.采用这两种观测方法.均可以实现大陆与海岛的联测定位.解决了常规大地测量难以实现的远距离联测定位问题.但是.其定位精度不高.是卫星定位的低级阶段.<br>图１..１　卫星空间摄影测量<br>１９６６ ~１９７２年.美国大地测量局在英国和联邦德国的协作下.用卫星三角测量方法测设了一个具有４５个测站点的全球三角网.获得了±５ｍ的点位精度.然而.这种观测方法受卫星可见条件及天气的影响.不仅定位精度较低.而且还得不到点位的地心坐标.因此.该方法很快就被新的卫星定位技术所取代.这种方法标志着卫星定位技术从仅仅把卫星作为空间测量目标的初级阶段.发展到把卫星作为动态已知点的高级阶段.<br>１..２　ＧＰＳ定位系统<br>１..２..１　概　　述<br>１９５８年１２月.美国海军为了给北极星核潜艇提供全球导航开始研制一种卫星导航系统.称为美国海军导航卫星系统(ｎａｖｙｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ.ＮＮＳＳ).自１９５９年９月发第颗试验卫星到１９６１年１１月.先后共发了９颗试验导航卫星.１９６４年系统建成并投入使用.该系统共有６颗工作卫星.卫星的轨道均经过地球的南北极上空.组成子午卫星星座.故称为子午卫星系统.该系统的卫星平均高度约为１０００ｋｍ.卫星运行周期约为１０７ｍｉｎ.轨道近似于圆形.地球表面上任何一个测站平均每隔２ｈ便可观测到其中一颗卫星.<br>子午卫星系统的问世.标志着海空导航进入了一个崭新的时代.揭开了卫星大地测量学的新篇章.１９６７年７月２９日.美国宣布该系统解密并提供民用.该系统由三部分组成.即围绕地球运行的子午卫星、地面跟踪网和用户接收机.地面跟踪网由跟踪站、计算中心、注入站、海军天文台和控制中心五部分组成.其任务是测定各颗卫星的轨道参数.并定时将这些轨道参数和时间信号注入相应的卫星内.以便卫星按时向地面播发.用户接收机是接收卫星发信号、测量多普勒频移、解译卫星轨道参数、测定接收机所在位置的专用设备.由于这些接收机都是根据多普勒效应原理进行接收和定位.所以称为多普勒接收机.该系统也因此被称为卫星多普勒定位系统.<br>虽然卫星多普勒定位系统对导航定位技术的发展具有划时代的意义.但由于该系统卫星数目少.运行高度低.从地面站观测到卫星的时间间隔较长.获得一次导航解所需的时间也较长.因而不能进行三维连续导航.无法充分满足军事导航的需求.从大地测量学的角度来看.由于它的定位速度慢 (测站平均观测１ ~２天).精度较低 (单点定位精度为３ ~５ｍ.相对定位精度约为１ｍ).因此.该系统在大地测量学和地球动力学研究方面也受到了极大的限制.<br>为了满足军事及民用部门连续实时三维导航的需求.１９７３年１２月美国批准研制新一代卫星导航系统.即 “授时与测距导航 /全球定位系统 ”(ｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｔｉｍｉｎｇａｎｄｒａｎｇｉｎｇ /ｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ).通常称为全球定位系统(ＧＰＳ).<br>自１９７４年以来.ＧＰＳ计划经历了方案论(１９７４ ~１９７８年)、系统论(１９７９ ~１９８７年)、生产实验(１９８８ ~１９９３年)三个阶段.总超过２００亿美元.迄今为止.ＧＰＳ卫星已设计了三代.分别为ＢｌｏｃｋⅠ、ＢｌｏｃｋⅡ、Ｂｌｏｃｋ Ⅲ.代(ＢｌｏｃｋⅠ)卫星用于全球定位系统的实验.通常称为ＧＰＳ实验卫星.ＢｌｏｃｋⅠ卫星共研制和发了１１颗.设计寿命为５年.第二代(ＢｌｏｃｋⅡ)卫星用于全球定位系统的正式工作.称为ＧＰＳ工作卫星.ＢｌｏｃｋⅡ卫星共研制和发了２８颗.设计寿命为７..５年.于１９９４年发完.<br>１９９９年１月美国提出了ＧＰＳ现代化的计划.其目的是更好地保护美方利益和使用.发展军码和强化军码的保密能加强抗干扰能力.阻扰敌对方的使用.施加干扰.保持在有威胁地区以外的民用用户有更、更安全的使用.主要内容是增加ＧＰＳ信号内容.增加新的军用码和第三频率载波.研发新一代军用ＧＰＳ接收机.提高ＧＰＳ的抗干扰能力.<br>ＧＰＳ信号发和关闭能力.确保对ＧＰＳ<br>信号干扰的有效更新ＧＰＳ地面测控<br>设备.增加地面测控站的数量.实施第<br>三代(Ｂｌｏｃｋ Ⅲ )卫星计划.计划于<br>２０１２年以后开始陆续发卫星.预<br>量为２０颗.以取代ＢｌｏｃｋⅡ卫星.用于<br>改善ＧＰＳ.<br>ＧＰＳ分为卫星星座、地面控制与监控站、用户设备三个部分 (图１..２).<br>图１..２　ＧＰＳ的组成<br>１..２..２　卫星星座部分<br>１..ＧＰＳ卫星星座的构成<br>设计的ＧＰＳ空间卫星星座由２４颗卫星组成 (其中.２１颗为工作卫星.３颗为备用卫星).如图１..３所示.卫星分布在６个轨道面内.每个轨道上均匀分布有４颗卫星.卫星轨道面相对地球赤道面的倾角约为５５°.各轨道平面升交点的赤经相差６０°.在相邻轨道上.卫星的升交距相差３０°.轨道平均高度约为２０２００ｋｍ.卫星运行周期为１１ｈ５８ｍｉｎ (恒星时１２ｈ).两个载波频率为１５７５ ..４２ＭＨｚ和１２２７ ..６０ＭＨｚ.因此.在同一观测站上.每天出现的卫星分布图形相同.但每天提前４ｍｉｎ.每颗卫星每天约有５ｈ在地平线以上.位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而异.少为４颗.多可达１１颗.ＧＰＳ卫星空间星座的分布保障了在地球上任何地点、任何时刻至少有４颗卫星被同时观测.且卫星信号的传播和接收不受天气的影响.因此.ＧＰＳ是一种全球、全天候的连续实时定位系统.<br>从２０００年起美国逐步开始实行ＧＰＳ现代化.陆续发图１..３　ＧＰＳ卫星星座了一些新型第二代卫星.预计到２０１６年全部以ＧＰＳⅡ￣Ｆ卫星运行.截至２０１２年底.美国ＧＰＳ系统在轨卫星共计３１颗.其中ＧＰＳⅡ￣Ａ卫星１０颗.ＧＰＳⅡ￣Ｒ卫星１２颗.ＧＰＳⅡＲ￣Ｍ卫星７颗.ＧＰＳⅡ￣Ｆ卫星２颗.卫星具体情况见表１..１.<br>表１..１　ＧＰＳ卫星基本情况<br>轨道名 编号 卫星类型 开始服务日期 轨道名 编号 卫星类型 开始服务日期 <br>９ Ⅱ￣Ａ １９９３￣０７￣２０ ２ Ⅱ￣Ｒ ２００４￣１１￣２２ <br>３１ ⅡＲ￣Ｍ ２００６￣１０￣１３ １ Ⅱ￣Ｆ ２０１１￣１０￣１４ <br>Ａ ８ Ⅱ￣Ａ １９９７￣１２￣１８ Ｄ ２１ Ⅱ￣Ｒ ２００３￣０４￣１２ <br>７ ⅡＲ￣Ｍ ２００８￣０３￣２４ ４ Ⅱ￣Ａ １９９３￣１１￣２２ <br>２７ Ⅱ￣Ａ １９９２￣０９￣３０ １１ Ⅱ￣Ｒ ２０００￣０１￣０３ <br>１６ Ⅱ￣Ｒ ２００３￣０２￣１８ ２０ Ⅱ￣Ｒ ２０００￣０６￣０１ <br>２５ Ⅱ￣Ｆ ２０１０￣０８￣２７ ２２ Ⅱ￣Ｒ ２００４￣０１￣１２ <br>Ｂ ２８ Ⅱ￣Ｒ ２０００￣０８￣１７ Ｅ ５ ⅡＲ￣Ｍ ２００９￣０８￣２７ <br>１２ ⅡＲ￣Ｍ ２００６￣１２￣１３ １８ Ⅱ￣Ｒ ２００１￣０２￣１５ <br>３０ Ⅱ￣Ａ １９９３￣０９￣２８ ３２ Ⅱ￣Ａ １９９０￣１２￣１０ <br>２９ ⅡＲ￣Ｍ ２００８￣０１￣０２ １０ Ⅱ￣Ａ １９９６￣０８￣１５ <br>３ Ⅱ￣Ａ １９９６￣０４￣０９ １４ Ⅱ￣Ｒ ２０００￣１２￣１０ <br>Ｃ １９ Ⅱ￣Ｒ ２００４￣０４￣０５ Ｆ １５ ⅡＲ￣Ｍ ２００７￣１０￣３１ <br>１７ ⅡＲ￣Ｍ ２００５￣１１￣１３ １３ Ⅱ￣Ｒ １９９８￣０１￣３１ <br>６ Ⅱ￣Ａ １９９４￣０３￣２８ ２３ Ⅱ￣Ｒ ２００４￣０７￣０９ <br>２６ Ⅱ￣Ａ １９９２￣０７￣２３ <br>２..ＧＰＳ卫星及其功能<br>ＧＰＳ卫星主体呈圆柱形.直径约为１..５ｍ.重约７７４ｋｇ (包括３１０ｋｇ燃料).两侧各设有一块四叶太阳能电池翼板.其面积为７２ｍ２.能自动对日定向.以保卫星正常工作用电.每颗卫星装有４台高精度原子钟(２台铷原子钟和２台铯原子钟).这是卫星的核心设备.它将发标准频率信号.为ＧＰＳ定位提供高精度的时间标准.<br>ＧＰＳ卫星有如下基本功能.<br>(１)<br>接收和储存由地面监控站发来的导航信息.接收并执行监控站的控制指令.<br>(２)<br>在地面监控站的指令下.通过推进器调整卫星的姿态和启用备用卫星.<br>(３)<br>借于卫星上设有的微处理机进行必要的数据处理工作.<br>(４)<br>通过星载的高精度铯原子钟和铷原子钟提供精密的时间标准.<br>(５)向用户发送定位信息.ＧＰＳⅡ￣Ａ卫星是通过Ｌ１、Ｌ２两个载波向用户发送导航电文和测距码 (民用的Ｃ/Ａ码和军用的Ｐ码).其中Ｌ２载波上只有军用的Ｐ码.在ＧＰＳ现代化以后.新型的ＧＰＳⅡ￣Ｒ卫星在Ｌ１、Ｌ２两个载波上都加载Ｃ/Ａ码和Ｐ码.ＧＰＳⅡＲ￣Ｍ卫星在ＧＰＳⅡ￣Ｒ卫星功能基础上加载了新的军用码(Ｍ码).ＧＰＳⅡ￣Ｆ卫星在保留了ＧＰＳⅡ￣Ｒ型卫星所有功能的基础上.还进一步强化发Ｍ码的功率和增加发第三民用频率.即Ｌ５载波.<br>１..２..３　地面监控部分<br>地面监控部分包括一个主控站、三个信息注入站和五个卫星监控站 (图１..４).其中.在科罗拉多监控站与主控站并置.在阿森松岛、迪戈加西亚和卡瓦加兰.监控站分别与注入站并置.夏威夷为独立的监测站.地面监控部分的主要任务是 : ①监视卫星的运行. ②确定ＧＰＳ时间系统. ③跟踪并预报卫星星历和卫星钟状态. ④向每颗卫星的数据存储器注入卫星导航数据.<br>图１..４　ＧＰＳ的地面监控部分<br>１..监测站<br>监测站是在主控站直接控制下的数据自动采集中心.站内设有双频ＧＰＳ接收机、高精度原子钟、计算机和若干台环境数据传感器.接收机对ＧＰＳ卫星进行连续观测.以采集数据和监测卫星的工作状况.原子钟提供时间标准.而环境传感器收集有关当地的气象数据.所有观测资料由计算机进行初步处理.并储存和传送到主控站.用以确定卫星的轨道参数.<br>２..主控站<br>主控站设在美国科罗拉多州斯平士的联合空间执行中心.主控站除对地面监控系统进行协调和管理外.主要还有以下三个方面的任务.<br>(１)<br>根据本站和监测站的所有观测资料.推算编制各卫星的星历、卫星钟差和大气层的修正参数等.并把这些数据传送到注入站.<br>(２)<br>提供ＧＰＳ的时间基准.各测站和ＧＰＳ卫星的原子钟.均与主控站的原子钟同步.或测出其间的钟差.并把这些钟差信息编入导航电文.送到注入站.<br>(３)<br>调整偏离轨道的卫星使之沿预定轨道运行或启用备用卫星以代替失效的工作卫星.<br>３..注入站<br>注入站的主要设备包括一台３..６ｍ直径的天线、一台Ｃ波段发机和台计算机.其主要任务是在主控站的控制下将主控站推算和编制的卫星星历、钟差、导航电文和控制指令等.注入相应卫星的存储器.每天注入３ ~４次.此外.注入站能自动向主控站发信号.每分钟报告一次自己的工作状态.<br>分布于全球５个不同位置的整个ＧＰＳ地面监控部分.除主控站外均.各站之间通过现代化的通信网络相互联系.在原子钟和计算机的驱动和控制下.各项工作实现了高度自动化和标准化.<br>１..２..４　用户部分<br>用户部分即ＧＰＳ接收机.主要由天线、接收机主机单元和电源组成.<br>ＧＰＳ接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号.并跟踪这些卫星的运行.</p></div><div style="width:auto;height:auto;margin:0 0 10pt 0;"><img onload="if(this.width>750){this.height=this.height*(750.0/this.width); this.width = 750;}" src2="//uimgproxy.suning.cn/uimg1/sop/commodity/YBq96DPFAr3V4rHyxtSKwA.png"><p style="margin-top:5pt;text-indent:10pt;text-align:justify;font-size:18pt;color:#666;line-height:28pt;">由郑加柱、王永弟、石杏喜、孙小荣、连达军编著的《GPS测量原理及应用》从介绍卫星定位技术的发展历程人手，依次介绍当今正在运行和即将运行的四大卫星定位系统的组成、应用前景，然后重点介绍G接收的原理和常用品牌接收机以及G定位术的原理和应用。全书共10章。章介绍卫星定位技术的发展以及四大定位系统的组成和应用前景；第2章介绍G接收的原理和常用品牌接收机；第3章介绍坐标系统和时间系统，为将空间卫星位置与地球表面点位的关联建立统一基准：第4章介绍卫星信号的组成和位置计算；第5章介绍GPS定位的基本观测量和误差来源；第6章阐述保定位相对定位、静态定位、动态定位的基本原理和使用方法；第7章介绍静态GPS控制网的设计与实施；第8章介绍静态GPS测量数据处理原理和过程；第9章介绍动态GPS测量数据处理原理；0章介绍GPS在各种工程中的应用，并对其具体应用过程进行分析。<br/><br> 本书概念清晰、通俗易懂、实用强，可作为应用型测绘工程专业以及地理信息系统等相关专业的通用教材，也可作为测绘、土木、城市规划、交通、水电、地质矿产、农林等部门从事GPS工作的科技工作者的参考书。</p></div></div>
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//对lazyload设置 超时机制 
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	//DOM结束后塞值防止DOM没加载结束值没塞进去
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	//相关品牌
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                var obj = parseQueryString(actObj.activityLink);
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                    actId: actObj.activityId,
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                    cityId: sn.lesCityId,
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                });
            }
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            cityCode:sn.lesCityId,
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            shopCode:sn.vendorCode,
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