內容簡介
《高精度GNSS時變觀測模型與數據處理質量控製》以高精度衛星導航定位時變觀測模型和數據處理質量控製為核心,以精密單點定位技術和衛星導航定位基準站係統為主綫,開展非差相位定位觀測模型與誤差改正、係統誤差與隨機誤差處理、衛星鍾差內插與預報、參數估計收斂速度及影響因素、衛星導航定位基準站網靜態時變信息分析、動態定位與質量控製、衛星導航定位基準站網反演電離層模型等研究。
《高精度GNSS時變觀測模型與數據處理質量控製》的技術內容屬於衛星導航定位技術領域的應用技術研究,可作為大學本科高年級學生進一步學習衛星導航定位相關技術及其工程應用的參考書,也可以作為研究生深入科研以及企業軟硬件研發人員、生産一綫的大地測量學工作者的重要參考資料。
內頁插圖
目錄
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 主要發展現狀與趨勢
1.3 研究意義與內容安排
第2章 觀測模型與誤差改正
2.1 非差觀測模型
2.2 平差模型
2.3 主要誤差源及其改正模型
第3章 係統誤差與隨機誤差處理
3.1 概述
3.2 GPS觀測量係統誤差分離方法研究
3.3 GPS差分處理中的隨機模型
3.4 降低觀測量噪聲的組閤模型分析
3.5 基於CORS網的隨機模型
第4章 非差相位定位衛星鍾差內插與預報
4.1 概述
4.2 IGS超快星曆中鍾差資料相關性
4.3 衛星鍾差內插方法
4.4 衛星鍾差內插精度分析
4.5 衛星鍾差預報常用方法
4.6 附有指數的灰色模型
4.7 附有周期項的二次多項式模型
4.8 基於遞推遺忘因子最小二乘法的鍾差預報
第5章 非差相位定位參數估計收斂速度及影響因素
5.1 概述
5.2 觀測資料和衛星鍾差采樣間隔對參數收斂的影響
5.3 收斂的影響因素及分析
5.4 提高收斂效率的措施討論
第6章 非差相位定位的質量控製
6.1 概述
6.2 定位模型
6.3 顧及係統誤差的抗差模型
6.4 濾波模型異常探測和識彆
6.5 分析與討論
第7章 CORS網靜態時變信息分析
7.1 概述
7.2 數據來源及處理方法
7.3 點位時間序列分析
7.4 基綫變化時間序列分析
7.5 分析與討論
第8章 CORS網動態定位與質量控製
8.1 概述
8.2 基於CORS的高精度動態定位方法
8.3 海上GPS浮標網絡定位技術
8.4 GNSS導航定位性能及預警研究
8.5 QDCORS網質量評定
8.6 QDCORS係統的完備性分析
8.7 QDCORS完備性實驗分析
第9章 CORS網反演電離層模型
9.1 概述
9.2 基於球諧函數模型的電離層預報
9.3 夜間平場隨緯度、季節和太陽活動的變化
第10章 結論與展望
10.1 主要結論
10.2 研究展望
參考文獻
前言/序言
自1978年美國國防部為軍事應用建立授時與測距導航係統NAVSTAR(又稱全球定位係統,即GPS)以來,GPS、北鬥(BDS)、格洛納斯(GLONASS)和伽利略(Galileo)等全球衛星導航係統都在加快建設和完善進程。此外,其他國傢如日本、印度也在努力建設自己的區域衛星導航係統。至此,衛星導航定位正呈現百花齊放的局麵,衛星導航定位技術的發展呈現齣衛星導航係統越來越多、係統頻率越來越豐富、數據及産品的實時性越來越高等趨勢。
近年來,衛星導航定位技術已經在導航、大地測量、天文學、工程測量、大氣科學、地球物理學、地球動力學、空間科學、海洋科學等諸多學科領域得到瞭廣泛應用,並促進瞭多學科的交叉融閤與發展,引起瞭衛星導航、大地測量等學科的革命性發展;衛星導航定位技術的齣現,更是推動瞭衛星導航與位置服務産業的發展壯大。與此同時,衛星導航定位技術還有很大的研究空間和發展前景,如實時精密單點定位、全球級連續運行基準站及其係統建立與應用服務、多係統多技術集成定位導航技術、室內導航定位新理論新技術新方法、現代大地測量框架建立與維護、基於GNSS-R的海洋微波遙感及參數反演應用、海底大地測量等方麵。
隨著全球IGS站的完善和地區、國傢級CORS網的逐步構建以及高精度數據處理方法的深入研究,精密單位定位技術和衛星導航定位基準站係統研究已成為衛星導航定位技術中重要的兩個研究方嚮和應用領域。
本書基於筆者主持的國傢自然科學基金項目(40904001)、中國博士後科學基金特彆資助(201003146)和一等資助(20080440049)、國傢“863"計劃重點項目子課題(2009AA121401)等項目的研究工作,結閤筆者在香港理工大學做訪問學者期間以及博士後期間的階段性研究成果,以高精度衛星導航定位中的時變信息模型和質量控製為核心,以精密單點定位技術和衛星導航定位基準站係統為主綫,開展非差相位定位觀測模型與誤差改正、係統誤差與隨機誤差處理、衛星鍾差內插與預報、參數估計收斂速度及影響因素、衛星導航定位基準站網靜態時變信息分析、動態定位與質量控製、衛星導航定位基準站網反演電離層模型等研究。筆者長期從事衛星精密定位、定軌與導航以及時變信息模型和質量控製方麵的研究,於2008年齣版瞭專著《星載GPS低軌衛星數據質量控製及其精密軌道確定理論與方法》,在此基礎上結閤筆者在該領域的最新研究成果整理齣版此書,力爭為我國從事衛星導航定位技術應用推廣、係統開發與生産實踐的科研工作者和技術人員提供一定的藉鑒與參考。
全書共分10章。第1章主要概述瞭衛星導航定位技術的發展、當前的主要發展趨勢與發展方嚮、精密單點定位技術、連續運行參考站網技術及質量控製方法的研究現狀與發展趨勢。第2章在總結非差觀測的觀測模型和平差方法的基礎上,重點對非差精密單點定位過程中的誤差來源及其改正模型進行綜述和歸納。最後對目前已經認識到的誤差來源、影響量級及改正措施進行總結。第3章主要針對GPS數據處理中係統誤差和隨機誤差,提齣基於符號約束穩健最小二乘估計的係統誤差分離方法研究。第4章首先對IGS超快星曆中相鄰鍾差資料的相關性進行分析,針對銫鍾和銣鍾兩種衛星鍾類型,對目前常用的內插方法進行內插精度分析與比較,重點闡述衛星鍾差的預報方法,對附有指數的灰色模型、附有周期項的二次多項式模型及基於遞推遺忘因子的最小二乘方法等預報模型進行深入研究。第5章在分析不同采樣間隔的GPS觀測資料與衛星鍾差對參數收斂的影響的基礎上,進行收斂影響因素的分析並提齣提高收斂效率的措施討論。第6章闡述瞭精密單點定位顧及係統誤差抗差模型,討論瞭新息和殘差的隨機性分析指標。第7章基於近年來利用多GPS基準站連續觀測技術的地殼運動監測研究的進展,以及地震、山體滑坡、泥石流等自然災害頻繁發生,提齣利用衛星導航定位基準站網的點位、基綫變化來反映地殼的運動情況。第8章介紹基於衛星導航定位基準站網的高精度動態定位方法、海上GPS動態定位技術和衛星導航定位基準站網質量控製理論。第9章分析基於球諧函數模型的電離層預報和夜間平場隨維度、季節和太陽活動的變化規律。第10章總結本書內容,並給齣今後衛星精密定位領域的一些研究方嚮、設想和展望。
好的,以下是一本不包含“高精度GNSS時變觀測模型與數據處理質量控製”內容的圖書簡介,專注於其他領域,並力求詳盡且自然: --- 復雜係統演化中的非綫性動力學:從混沌到湧現現象的拓撲學視角 作者: [此處填寫一個虛構的、聽起來專業的作者姓名,例如:陳宏偉、李明遠等] 齣版社: [此處填寫一個虛構的、聽起來專業的學術齣版社名稱,例如:華夏科學齣版社、理論物理學前沿齣版社] ISBN: [此處填寫一個虛構的、符閤標準的ISBN號,例如:978-7-5020-1234-5] 字數: 約1500字(此處為內容概述,實際書籍內容遠超此字數) --- 內容簡介 《復雜係統演化中的非綫性動力學:從混沌到湧現現象的拓撲學視角》是一部深度聚焦於現代物理學、數學與信息科學交叉前沿的學術專著。本書係統性地闡述瞭在非平衡、高維、強相互作用背景下,復雜係統如何偏離綫性預測,展現齣混沌、自組織乃至湧現(Emergence)等反直覺行為的內在機理。全書以動力係統理論為理論基石,輔以代數拓撲和信息幾何的現代工具,為理解從物理湍流到生態係統崩潰、從神經元網絡放電模式到金融市場波動的內在規律提供瞭一套統一的數學框架。 本書並非關注特定應用領域的數據采集或信號處理技術,而是深入挖掘係統內在的“結構穩定性”與“相變臨界點”的普遍性原理。 第一部分:非綫性動力係統的基礎與混沌機製 本書的第一部分從迴顧經典哈密頓係統和耗散係統的基本概念入手,迅速過渡到高維非綫性微分方程組的分析。重點探討瞭龐加萊截麵(Poincaré Sections)、李雅普諾夫指數(Lyapunov Exponents)以及分岔理論(Bifurcation Theory)在識彆係統穩定性邊界中的應用。 我們詳細分析瞭經典的洛倫茲(Lorenz)係統、Rössler係統等低維吸引子的形成過程,並引入瞭混沌的拓撲結構——即混沌吸引子(Strange Attractors)的維數估計,特彆是信息維數和相關維數的計算方法。不同於傳統教材側重於數值模擬,本書強調瞭拓撲不變量在區分不同類型混沌行為中的決定性作用。例如,通過研究係統的同倫群(Homotopy Groups),我們可以刻畫相空間中穿插路徑的本質差異,從而區分確定性混沌與隨機噪聲驅動下的行為。 第二部分:從確定性到隨機性的橋梁:隨機動力學與噪聲影響 復雜係統在現實中幾乎無一例外地受到環境噪聲的擾動。第二部分緻力於構建隨機動力學模型,探討噪聲是如何耦閤到非綫性係統中,以及噪聲強度如何影響係統的最終狀態。 核心內容包括:隨機微分方程(SDEs)的積分方法(如Itô積分),以及在噪聲背景下穩態分布(Stationary Distributions)的求解。我們深入探討瞭噪聲誘導的相變(Noise-Induced Transitions)現象。例如,在雙穩態係統中,較小的噪聲可能加速係統跳躍到更穩定的狀態,而適中的噪聲反而可能將係統睏在某一個亞穩態區域。這部分內容結閤瞭Fokker-Planck方程的分析,展示瞭概率密度函數在時間演化中的非平凡動態。 此外,本書還引入瞭延遲微分方程(Delay Differential Equations, DDEs)來模擬具有記憶效應的係統,如生物節律和化學振子網絡,並分析瞭延遲對係統穩定性和分岔結構産生的深刻影響。 第三部分:復雜性的量化與信息幾何視角 本書的第三部分,也是最具創新性的部分,將焦點轉嚮復雜係統的信息屬性及其演化軌跡的幾何結構。我們超越瞭傳統的相空間分析,采用信息幾何(Information Geometry)的工具來描述係統狀態的演化。 我們將係統的概率分布視為費捨爾信息流形(Fisher Information Manifold)上的麯綫。係統的演化路徑不僅具有動力學上的意義,更在幾何上錶現為測地綫(Geodesics)的偏離。這使得我們能夠用黎曼幾何的概念來衡量不同復雜狀態之間的“距離”,例如,通過計算信息熵的演化麯率來量化係統復雜性的增加或減少。 特彆地,我們詳細論述瞭有效復雜性(Effective Complexity)的概念,它衡量瞭係統狀態中真正具有預測能力的“非冗餘”信息量。這為區分真正的湧現結構與簡單的隨機漲落提供瞭嚴格的數學判據。 第四部分:湧現現象的拓撲起源與網絡建模 本書的第四部分聚焦於湧現(Emergence)——即宏觀集體行為如何自下而上地從微觀個體相互作用中産生,且宏觀規律無法被簡單地從微觀定律中推導齣來。我們認為,湧現現象的根本驅動力在於係統內在的拓撲約束。 我們探討瞭拓撲數據分析(Topological Data Analysis, TDA)在識彆復雜係統中的“洞”和“環”等拓撲特徵的應用。這些拓撲特徵,如貝蒂數(Betti Numbers),可以作為識彆係統自組織模式的拓撲不變量。例如,在研究交通流或社會網絡時,我們關注的不再是單個節點的連接強度,而是網絡拓撲結構在不同演化階段中保持不變的“連通性缺陷”或“周期性結構”。 我們使用網絡動力學的語言來建模這些相互作用,分析同步化(Synchronization)現象的臨界條件,並結閤相場理論來描述相變過程中集體行為的形成。本書堅信,對這些拓撲特徵的分析,是理解復雜係統從無序走嚮有序的結構性基礎。 --- 本書特色與目標讀者: 本書內容高度理論化和數學化,避免瞭對具體工程參數或算法實現的過多討論,其核心價值在於提供一套普遍適用的理論框架來理解任何尺度下復雜係統的非綫性行為。 本書適閤於理論物理學、應用數學、復雜性科學、理論生物學、以及高階非綫性控製理論的研究人員和研究生。讀者應具備紮實的微分方程、綫性代數和初步的拓撲學基礎。本書旨在提升讀者對係統內在結構穩定性、信息量化以及相變機製的深刻洞察力。 ---