GNSS原理及其應用 [Principles and Applications of Global Navigation Satellite System] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙長勝 等 著

圖書標籤:

• GNSS
• 衛星導航
• 定位
• 導航
• 測量
• 無綫通信
• 信號處理
• 空間技術
• 地理信息係統
• 應用

齣版社： 測繪齣版社

ISBN：9787503035715

版次：1

商品編碼：11767967

包裝：平裝

叢書名： 高等學校統編教材

外文名稱：Principles and Applications of Global Navigation Satellite System

開本：16開

齣版時間：2015-05-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《GNSS原理及其應用》介紹瞭全球導航衛星係統（GPS、GLONASS、Galileo和BDS）的組成、發展曆程、技術特點和應用領域；地球坐標係、天球坐標係及其轉換方法；瞬時坐標係和協議坐標係的概念及其轉換方法；各種時間係統及其轉換方法；GNSS衛星運動理論基礎、衛星軌道坐標係、在軌位置計算；軌道坐標係轉換為協議地球坐標係的理論與方法；GPS、GLONASS和BDS衛星導航電文的結構、意義和衛星信號的特點；以GPS為例，介紹瞭GNSS靜態定位原理和誤差特點，包括單點定位、相對定位、僞距定位和載波相位定位；GNSS的誤差來源和處理方法；GNSS實時動態（RTK）定位的原理和使用方法，包括單點動態定位、廣域差分定位、局域差分定位和網絡差分定位；GPS在控製測量中的應用，包括GPS控製網設計、外業測量、內業數據處理等。
　　《GNSS原理及其應用》為本科生教材，也可作為研究生和工程技術人員的參考書。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1.1 衛星定位技術的發展
1.2 全球導航衛星係統的組成
1.3 衛星定位技術的應用
習題與思考題

第2章 坐標係統和時間係統
2.1 天球坐標係
2.2 地球坐標係
2.3 坐標係統
2.4 坐標係統轉換
2.5 時間係統
習題與思考題

第3章 衛星運動基礎與位置計算
3.1 衛星的無攝運動
3.2 衛星的受攝運動
3.3 廣播星曆
3.4 精密星曆
3.5 由廣播星曆計算衛星坐標
3.6 由精密星曆計算衛星坐標
習題與思考題

第4章 衛星導航電文和衛星信號
4.1 GPS導航電文
4.2 GPS信號
4.3 GLONASS導航電文
4.4 GLONASS信號
4.5 BDS導航電文
4.6 BDS信號
習題與思考題

第5章 靜態定位
5.1 基本觀測量
5.2 定位誤差
5.3 單點定位
5.4 靜態相對定位
5.5 周跳探測和模糊度固定
習題與思考題

第6章 實時動態定位
6.1 概述
6.2 單點動態定位
6.3 差分定位
6.4 網絡RTK定位技術
6.5 RTK測量作業流程
6.6 GPS增強係統
習題與思考題

第7章 GPS控製測量
7.1 GPS控製網設計
7.2 GPS測量外業準備和技術設計書編寫
7.3 GPS測量外業工作
7.4 GPS測量數據處理
7.5 GPS測量技術總結
習題與思考題
參考文獻

前言/序言

《GNSS原理及其應用》是一本全麵深入探討全球導航衛星係統（GNSS）的專著。本書旨在為讀者提供一個關於GNSS核心概念、技術細節以及廣泛應用領域的詳實認知框架。全書結構嚴謹，內容翔實，語言通俗易懂，是 GNSS 領域科研人員、工程師、學生以及相關行業從業者的寶貴參考資料。 第一部分：GNSS係統基礎 本書首先從GNSS的起源和發展曆程入手，為讀者勾勒齣這一革命性技術的演進脈絡。從早期的導航係統設想到如今的多元化全球衛星導航網絡，作者詳細闡述瞭GNSS齣現的曆史必然性以及其為人類社會帶來的巨大變革。 接著，本書係統地介紹瞭當前主要的GNSS係統，包括美國的GPS（Global Positioning System）、俄羅斯的GLONASS（Global Navigation Satellite System）、歐洲的Galileo以及中國的北鬥（BeiDou Navigation Satellite System）。對於每個係統，本書都深入剖析瞭其獨特的星座設計、衛星軌道參數、信號結構、頻率分配以及關鍵技術特徵。讀者將能夠清晰地瞭解到不同係統在設計理念、技術成熟度以及服務能力上的差異，從而對全球衛星導航的整體格局有一個宏觀的認識。 在詳細介紹各個GNSS係統的基礎上，本書著重講解瞭GNSS係統的工作原理。這部分內容是本書的核心，詳細闡述瞭GNSS信號是如何從衛星發射，經過傳播，最終被接收機捕獲和處理的。具體而言，本書會深入講解以下幾個關鍵方麵： 信號傳播與延遲： 詳細分析瞭GNSS信號在傳播過程中會遇到的各種延遲效應，包括電離層延遲、對流層延遲、多路徑效應以及接收機內部延遲。這些延遲效應是影響GNSS定位精度的主要因素，因此，本書將深入探討其産生機理、影響程度以及在實際應用中如何進行修正。例如，關於電離層延遲，本書會介紹其隨時間、空間和太陽活動的變異性，並講解基於模型或雙頻測量等修正方法。 測量原理： 詳細解釋瞭GNSS接收機如何測量與衛星的距離（僞距）以及衛星的徑嚮速度（多普勒頻移）。僞距測量是實現定位的基礎，本書會詳細介紹僞距的計算方法，以及影響僞距精度的誤差源。多普勒頻移的測量則能夠提供衛星相對於接收機的相對速度信息，本書會闡述其在精密定位和導航中的重要作用。 導航電文： 詳盡介紹瞭GNSS導航電文中包含的關鍵信息，包括衛星星曆（描述衛星在軌道上的精確位置）、衛星鍾差（描述衛星原子鍾的精確時間）、年曆（描述電離層延遲模型參數）以及 almanac（包含整個星座衛星的概略軌道信息）。本書將逐一解析這些信息的格式和作用，使讀者理解導航電文如何為接收機提供準確的定位解算所需的基礎數據。 定位解算： 詳細闡述瞭GNSS接收機如何利用測量到的僞距和導航電文中的信息，通過最小二乘法、卡爾曼濾波等算法，解算齣接收機在三維空間中的精確位置、速度以及精確時間。本書會從數學原理齣發，一步步推導齣定位方程，並分析不同定位解算方法的優缺點。 第二部分：GNSS關鍵技術與誤差分析 本書的第二部分著重於GNSS係統中的關鍵技術以及影響其精度的各種誤差源的分析與處理。這一部分內容對於理解GNSS的實際性能以及如何提高其定位精度至關重要。 多路徑效應： 詳細分析瞭多路徑效應的産生機理，即GNSS信號經過反射後到達接收機的現象。本書會深入探討不同環境下多路徑效應的特點，例如城市峽榖、開闊地帶以及水麵反射。同時，本書還會介紹多種抑製和消除多路徑效應的技術，包括接收機天綫設計、信號處理算法以及基於接收機運動的自適應濾波等。 接收機技術： 介紹瞭GNSS接收機的硬件組成和軟件處理流程。從天綫設計、射頻前端、信號捕獲與跟蹤，到導航電文解碼和定位解算，本書都進行瞭詳盡的講解。同時，本書還會關注接收機在提高測量精度、抑製乾擾以及降低功耗等方麵的最新技術進展。 差分GNSS（DGNSS）技術： 詳細闡述瞭差分GNSS的基本原理，即通過一個已知精確位置的基準站來測量GNSS信號的誤差，並將這些誤差改正信息實時或事後傳遞給用戶接收機，從而大幅提高用戶定位精度。本書會介紹不同類型的差分GNSS技術，包括陸地增強係統（LAAS）、衛星基增強係統（SBAS）以及實時動態差分（RTK）和後處理差分（PPK）等。 精密單點定位（PPP）： 深入講解瞭PPP技術，該技術無需差分基站，通過利用高精度的事後衛星軌道和鍾差産品，以及對各種誤差進行精確建模和修正，也能實現厘米級甚至毫米級的定位精度。本書會詳細介紹PPP的工作原理，包括長收斂期問題及其改進方法（如快速PPP），並分析PPP的適用場景。 多星座兼容與融閤： 隨著多係統GNSS的普及，本書也重點探討瞭多星座兼容與融閤的重要性。不同GNSS係統的信號特性和覆蓋範圍各異，通過融閤多個係統的觀測數據，可以顯著提高定位的可靠性、可用性和精度，尤其是在衛星信號易受遮擋的復雜環境下。本書會介紹多星座融閤的算法和策略。 第三部分：GNSS的應用領域 在係統性地介紹瞭GNSS的原理和關鍵技術後，本書的第三部分將目光轉嚮GNSS在各個領域的廣泛應用。這部分內容展示瞭GNSS如何深刻地改變著我們的生活和工作方式。 交通運輸： 詳細闡述瞭GNSS在公路、鐵路、航空和海運等領域的應用。包括車輛導航、交通流量監測、自主駕駛、航空管製、船舶定位與避碰等。本書會分析GNSS在提升交通效率、保障交通安全以及實現智能化交通管理方麵所扮演的關鍵角色。 地理信息測繪： 講解瞭GNSS在地理信息係統（GIS）中的核心地位。包括地形測繪、不動産測量、地籍管理、應急測繪以及三維地理信息建模等。本書會強調GNSS如何為精確的空間信息獲取提供基礎，並推動地理信息技術的創新發展。 科學研究： 探討瞭GNSS在地球科學、空間科學以及環境監測等領域的應用。例如，利用GNSS監測地殼形變、研究大氣水汽含量、分析地球自轉參數、監測冰川運動以及研究氣候變化等。本書會突齣GNSS作為一種重要的地球觀測工具的價值。 社會管理與應急響應： 詳細介紹瞭GNSS在公共安全、災害預警與救援、精準農業、智慧城市建設以及個人計時導航等方麵的應用。例如，在地震、洪水等災害發生時，GNSS能夠快速為救援隊伍提供精確定位，為災民提供疏散指引；在農業生産中，GNSS可以實現精準播種、施肥和噴藥，提高作物産量和資源利用率。 新興應用： 展望瞭GNSS在室內定位、低成本高精度應用以及與其他新興技術（如物聯網、人工智能）的融閤等方麵的未來發展趨勢。例如，與慣性導航係統（INS）的緊密耦閤，可以有效彌補GNSS在隧道、地下等信號遮擋區域的不足，實現全場景下的連續高精度導航。 結論 《GNSS原理及其應用》通過層層遞進的章節設計，從基礎概念到高級技術，再到廣泛的應用場景，為讀者構建瞭一個全麵而深入的GNSS知識體係。本書不僅能夠幫助讀者理解GNSS“是什麼”和“為什麼”，更能幫助讀者掌握GNSS“如何工作”以及“如何應用”。通過對書中內容的學習，讀者將能夠深刻理解GNSS技術對現代社會發展的深遠影響，並為進一步的學習和研究打下堅實的基礎。無論是理論研究還是工程實踐，本書都將是一本不可多得的案頭必備。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞書中在闡述GNSS與其他導航技術融閤應用時所展現齣的前瞻性。作者不僅介紹瞭GNSS與慣性導航係統（INS）、視覺導航（VSLAM）等技術的融閤原理，還探討瞭這種融閤如何剋服GNSS在信號遮擋或弱信號區域的局限性，實現更連續、更可靠的導航。書中通過對自動駕駛、機器人導航等熱門領域的應用案例分析，生動地展示瞭多源融閤導航的優勢和發展前景，讓我對未來的導航技術充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

書中關於GNSS在時空基準構建方麵的作用的論述也給我留下瞭深刻的印象。作者解釋瞭GNSS如何作為全球統一的時間和坐標參考係統，為大地測量、地球動力學研究以及各類科學實驗提供精確的基準。書中關於如何利用GNSS數據進行地球闆塊運動監測、地殼形變分析等內容，讓我看到瞭GNSS技術在基礎科學研究中的巨大價值。作者還提及瞭GNSS在中國大地測繪中的地位，讓我倍感親切。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書在講解GNSS的標準化和國際法規方麵也進行瞭相當深入的探討。作者介紹瞭國際電信聯盟（ITU）、國際海道測量組織（IHO）、國際民用航空組織（ICAO）等國際組織在GNSS標準化方麵所做的工作，以及相關法規對GNSS應用的影響。這部分內容對於從事GNSS設備研發、國際閤作以及係統部署的專業人士來說，具有非常重要的參考價值，能夠幫助他們更好地理解和遵循國際規則。

評分☆☆☆☆☆

緊接著，我被書中關於GNSS核心原理的詳盡闡述深深吸引。作者花瞭大量的篇幅來講解GNSS的定位原理，包括距離測量、僞距測量、差分技術等。我特彆關注瞭書中關於多路徑效應的討論，作者不僅詳細解釋瞭多路徑效應産生的機理，還提供瞭多種抑製和修正的方法，這對於理解GNSS在城市峽榖等復雜環境下的定位精度問題至關重要。書中還穿插瞭大量的數學公式和圖示，雖然有些公式看起來比較復雜，但作者的解釋都很到位，配以精美的插圖，使得抽象的概念變得生動形象。例如，在講解衛星軌道動力學時，作者使用瞭生動的比喻，讓我這個非專業讀者也能大緻理解衛星運行的復雜性。

評分☆☆☆☆☆

本書的另一個亮點在於其豐富的應用案例分析。作者並沒有局限於理論知識的灌輸，而是將GNSS技術在各個領域的實際應用進行瞭細緻的描繪。我看到瞭GNSS在交通運輸領域的應用，比如智能交通管理、自動駕駛汽車的導航係統，以及航空、航海中的精確導航。讓我印象深刻的是，作者還探討瞭GNSS在地理測繪、地質災害監測、農業精準作業等方麵的應用，這些都是我之前沒有深入瞭解過的領域。書中通過具體的項目實例，展示瞭GNSS技術如何為這些行業帶來效率的提升和成本的節約，讓我深刻體會到GNSS技術在現代社會中的重要作用。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本 GNSS 技術發展史的縮影，一本應用前景的展望。作者的寫作風格嚴謹而不失趣味，既有深厚的理論功底，又有豐富的實踐經驗。書中對GNSS原理的深入剖析，結閤瞭大量實際應用案例，使得讀者能夠全麵、係統地掌握GNSS技術。我個人認為，無論你是GNSS領域的初學者，還是希望深化理解的從業者，這本書都將為你提供寶貴的知識和深刻的啓示，它讓我對這個看似熟悉的衛星定位技術有瞭全新的認識，也激發瞭我進一步探索其奧秘的興趣。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀過程中，我驚喜地發現作者在論述GNSS的精密定位技術方麵下瞭很大功夫。書中詳細介紹瞭RTK（實時動態差分）、PPP（精密單點定位）等高精度定位技術的原理和實現方法。對於需要進行高精度測量的工程師和科研人員來說，這部分內容無疑是寶貴的財富。作者不僅講解瞭這些技術的理論基礎，還對實際操作中的一些關鍵問題，比如基準站的設置、數據處理的流程、誤差的來源等進行瞭深入的剖析，並且提供瞭相應的解決方案。書中穿插的算法僞代碼和數據處理流程圖，更是極大地增強瞭其指導性和實踐性。

評分☆☆☆☆☆

這本書在講解GNSS的測量誤差分析和補償方麵做得相當齣色。作者不僅列舉瞭多種誤差源，如大氣延遲、多路徑效應、接收機噪聲等，還詳細闡述瞭如何對這些誤差進行建模和補償。書中關於卡爾曼濾波、最小二乘法等誤差分析和數據融閤方法的介紹，對於提高GNSS定位精度非常有幫助。作者還討論瞭如何通過多係統融閤、多傳感器融閤等手段來進一步提升GNSS的性能，這對於應對復雜應用場景下的挑戰提供瞭思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給人一種專業而又不失嚴謹的感覺，書名《GNSS原理及其應用》直觀地錶明瞭其內容核心，同時附帶的英文名[Principles and Applications of Global Navigation Satellite System]則進一步凸顯瞭其學術和國際化的定位。我翻開書頁，首先映入眼簾的是作者對GNSS發展曆程的簡要迴顧，從最初的GPS係統構想到如今的北鬥、伽利略、格洛納斯等多係統並存的局麵，條理清晰，引人入勝。作者並沒有停留在曆史的羅列，而是深入淺齣地分析瞭不同GNSS係統在技術原理上的異同，比如星曆的精度要求、信號的調製方式、抗乾擾能力的差異等等。這對於想要全麵瞭解GNSS技術格局的讀者來說，無疑是一個極好的起點。

評分☆☆☆☆☆

我對書中關於GNSS信號處理和接收機設計的部分尤其感興趣。作者從信號的産生、傳播到接收機如何捕獲、跟蹤並解調信號，進行瞭一係列細緻的講解。特彆是關於信號捕獲算法和跟蹤環路的設計，作者通過圖錶和公式相結閤的方式，將復雜的數字信號處理過程清晰地呈現齣來。我之前一直對接收機內部的工作原理感到好奇，這本書終於為我揭開瞭神秘的麵紗。書中對於抗乾擾技術（如反欺騙、反乾擾）的討論，也讓我對GNSS係統的魯棒性有瞭更深的認識。

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