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党亚民，秘金钟，成英燕 著

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• 全球导航卫星系统
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• 卫星导航
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• 信号处理
• 应用
• 原理
• 北斗
• GPS

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出版社： 测绘出版社

ISBN：9787503017179

商品编码：29538657886

包装：平装

出版时间：2007-09-01

基本信息

书名：全球导航卫星系统原理与应用

定价：32.00元

作者：党亚民,秘金钟,成英燕

出版社：测绘出版社

出版日期：2007-09-01

ISBN：9787503017179

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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本书是在GNSS快速发展、日新月异的形势下产生的，与目前市场上已有的导航卫星系统的专业参考书不同，除了系统地介绍和描述全球导航卫星系统的原理和方法外，本书还着重介绍了导航卫星的****，尤其对高精度卫星导航定位数据处理和相应计算机软件做了阐述，这对从事GNSS科研和生产的专业人员非常有用，也对从事导航、定位和定时工作的工程技术人员和相关专业人士有重要的参考价值。

内容提要

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本书系统介绍了全球导航卫星系统(GNSS)的基本原理和应用，分别简要介绍了卫星导航定位技术的产生、发展以及GNSS的系统组成；结合卫星导航定位常用的坐标系统、时间系统介绍了GNSS导航定位的时空基准；在介绍卫星轨道基本理论的基础上，分别对卫星广播星历和精密星历，卫星导航电文的格式，卫星导航定位信号以及伪距测量原理和载波相位测量原理作了较为详细的介绍；阐述了GNSS静态*定位和静态相对定位原理以及定位误差影啊；针对GNSS导航用户，介绍了单点动态定位的原理，差分定位的原理，实时动态RTK定位的原理，尤其对精密单点定位(PPP)，网络RTK，伪卫星定位等GNSS新技术作了较为全面的介绍；后对GNSS*技术进展和在相关领域的应用进行了较为全面的介绍。本书内容系统全面，在内容叙述上力求深入浅出，易于读者掌握和应用。正文后还汇集列出了《本书引用的缩写词》，作为附录。
本书可作为地学领域相关专业科研人员和从事测量生产工程技术人员的参考书，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。

目录

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章 绪论
§1.1 卫星导航定位技术概述
1.1.1 卫星导航定位技术的产生和发展
1.1.2 GNSS的产生和发展
§1.2 GNSS系统组成
1.2.1 全球设施
1.2.2 区域设施
1.2.3 用户部分
1.2.4 外部设施
§1.3 GNSS导航定位应用
1.3.1 GNSS在交通运输中的应用
1.3.2 GNSS在测绘领域中的应用
1.3.3 GNSS在其他领域中的应用
第2章 GNSS导航定位时空基准
§2.1 GNSS导航定位坐标系统
2.1.1 基本概念
2.1.2 协议天球坐标系
2.1.3 协议地球坐标系
2.1.4 世界大地坐标系统
2.1.5 国际地球参考框架
2.1.6 PZ一90坐标系
2.1.7 我国大地坐标系统
§2.2 时间系统
2.2.1 有关时间的基本概念
2.2.2 世界时系统
2.2.3 原子时
2.2.4 力学时
2.2.5 协调世界时
2.2.6 GPS时间系统
2.2.7 儒略日
§2.3 时间框架的建立和维持
2.3.1 时间系统框架的建立
2.3.2 时间系统框架的维持
第3章 GNSS卫星运动和卫星星历
§3.1 GNSS卫星的无摄运动
3.1.1 二体意义下卫星的运动方程
3.1.2 开普勒定律
3.1.3 卫星运动的轨道参数
3.1.4 真近点角的计算
3.1.5 卫星的瞬时位置
3.1.6 卫星的运行速度
§3.2 卫星的受摄运动
3.2.1 卫星运动的摄动力及受摄运动方程
3.2.2 地球引力场摄动力对卫星轨道的影响
3.2.3 日、月引力对卫星轨道的影响
3.2.4 太阳光压对卫星轨道的影响
3.2.5 地球潮汐摄动力对卫星轨道的影响
§3.3 GNSS卫星星历
3.3.1 GPS广播星历
3.3.2 GPS精密星历
3.3.3 由卫星广播星历计算GPS卫星坐标
3.3.4 由卫星精密星历计算GPS卫星坐标
3.3.5 GLONASS卫星星历
第4章 GNSS卫星信号和定位原理
§4.1 GPS卫星导航电文
4.1.1 GPS导航电文及其格式
4.1.2 导航电文的内容
§4.2 GNSS测距码信号与伪距测量原理
4.2.1 码的基本概念
4.2.2 伪噪声码及其产生
4.2.3 GPS卫星的测距码信号
4.2.4 伪距测量原理
§4.3 GNSS载波信号与相位测量原理
4.3.1 GPS卫星的载波信号
4.3.2 GPS卫星信号的调制
4.3.3 GPS卫星信号的解调
4.3.4 载波相位测量原理
§4.4 GLONASS卫星信号和GALILEO卫星信号
4.4.1 GLONASS信号
4.4.2 GALILEO信号
§4.5 卫星定位原理
第5章 GNSS静态定位原理
§5.1 GNSS静态定位方法
§5.2 GNSS导航定位误差来源及影响
5.2.1 与卫星有关的误差
5.2.2 与卫星信号传播有关的误差
5.2.3 多路径效应影响
5.2.4 与接收设备有关的误差
5.2.5 其他误差来源
§5.3 GNSS静态定位原理
5.3.1 测码伪距静态定位
5.3.2 测相伪距静态定位
§5.4 GNSS静态相对定位原理
5.4.1 静态相对定位的观测方程
5.4.2 相位观测量线性组合的相关性
§5.5 不同频率电磁波观测值的线性组合
§5.6 整周未知数的确定与周跳分析
5.6.1 整周未知数及其确定方法概述
5.6.2 周跳的探测与修复
第6章 GNSS动态定位原理
§6.1 GNSS动态定位原理
6.1.1 测码伪距动态定位
6.1.2 测相伪距动态定位
§6.2 差分GPS定位原理
6.2.1 伪距差分原理
6.2.2 相位平滑伪距差分
§6.3 载波相位差分GPS定位原理
6.3.1 载波相位差分GPS定位方法
6.3.2 整周未知数的动态求解
§6.4 GNSS增强系统
6.4.1 差分GPS
6.4.2 局域差分GPS
6.4.3 广域差分GPS
§6.5 GNSS动态导航定位技术
6.5.1 精密单点定位
6.5.2 网络RTK技术
6.5.3 伪卫星定位技术
6.5.4 完备性监测技术
第7章 GNSS定位数据处理
§7.1 GNSS观测数据处理
7.1.1 观测文件信息
7.1.2 GNSS观测方程的建立
§7.2 GNSS网平差
§7.3 高精度GNSS数据处理软件
7.3.1 GAMIT／GLOBK软件
7.3.2 BERNESE软件
第8章 GNSS导航定位技术应用
§8.1 GNSS在大地测量与地球动力学研究中的应用
8.1.1 在大地测量中的应用
8.1.2 在地球动力学研究中的应用
§8.2 GNSS在地震灾害监测与预报中的应用
§8.3 GNSS在气象中的应用
8.3.1 气象学简介
8.3.2 气象学分类
8.3.3 GPS／MET‘的实际应用和应用前景
§8.4 GNSS在航空中的应用”
8.4.1 辅助空中三角测量
8.4.2 航空导航
§8.5 GNSS在海洋测绘中的应用
8.5.1 海上定位
8.5.2 水下GPS定位系统
§8.6 GNSS在交通系统中的应用
8.6.1 车辆定位系统
8.6.2 智能交通中的车辆导航系统
§8.7 GNSS在形变监测中的应用
8.7.1 大坝外观连续变形监测
8.7.2 监测滑坡变形
8.7.3 在地面沉降监测中的应用
§8.8 GNSS在精细农林、旅游考古中的应用
8.8.1 在农业中的应用
8.8.2 在林业中的应用
8.8.3 在旅游户外运动中的应用
§8.9 GNSS在授时中的应用
§8.10 GNSS在其他领域中的应用
8.10.1 GNSS在土地资源调查中的应用
8.10.2 GNSS技术在水土流失监测中的应用
第9章 全球导航卫星系统技术发展
§9.1 GPS现代化
9.1.1 GPS现代化项目背景
9.1.2 空间部分现代化
9.1.3 地面控制部分现代化
9.1.4 GPS信号现代化
9.1.5 GPS现代化实施和信号容量
9.1.6 GPSⅢ系统特点
§9.2 GALILEO卫星导航系统
9.2.1 GALILEO计划背景
9.2.2 GALIL,EO系统服务
9.2.3 GALILEO系统架构
9.2.4 系统可协作性和安全性
§9.3 GLONASS卫星导航定位系统
9.3.1 GLONASS系统背景
9.3.2 GLONASS系统组成
9.3.3 GLONASS现代化
§9.4 “北斗”卫星导航定位系统
9.4.1 “北斗”卫星导航系统概述
9.4.2 “北斗”双星定位系统架构
9.4.3 “北斗”双星定位系统的定位原理
9.4.4 “北斗”双星导航定位系统的功能和性能
9.4.5 “北斗二号”导航计划
参考文献
附录本书引用的缩写词

作者介绍

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文摘

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序言

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《星海指引：现代时空定位技术巡礼》 在这瞬息万变的数字时代，我们赖以生存的世界正以前所未有的速度被精确地连接起来。无论是宏伟的城市规划，还是每一次精准的货运追踪，抑或是我们手中智能手机上那看似理所当然的导航功能，背后都隐藏着一项令人惊叹的科学成就——现代时空定位技术。这本书，将带您深入探索这一变革性技术的演进历程、核心原理及其在各行各业掀起的波澜壮阔的应用浪潮。 第一章：时空的脉络——定位技术的历史足迹 在现代卫星导航系统横空出世之前，人类对自身位置的认知，经历了漫长而曲折的探索。从古代先贤仰望星空，凭借日月星辰的移动推算地理方位，到航海时代利用六分仪和航海钟进行的复杂天文导航，再到无线电测向和地面导航系统（如Loran）的出现，每一次技术的突破都极大地拓展了人类的活动范围和认知边界。我们将回顾这些早期技术的局限性，它们如何在有限的条件下支撑着人类的探索欲望，并为后来的飞跃式发展奠定思想和技术基础。这一章节将着重讲述从经验性到科学性，从局部到全球的认知转变过程。 第二章：信号的交响——现代时空定位的基本原理 本章将深入剖析现代时空定位技术的核心科学原理。我们将从“信号”这一最基本的载体出发，解读它如何在宇宙空间中传播，并携带关于位置、速度和时间的信息。我们将详细阐述“测距”——即通过测量信号传播时间来计算距离——这一核心概念，以及它如何被应用于确定用户在三维空间中的位置。多普勒效应、相对论效应（狭义和广义）在保证定位精度的作用，也将在本章中得到详尽的解释。我们将以通俗易懂的方式，解析信号传播路径上的误差来源，以及如何通过复杂算法进行修正，从而实现厘米级乃至毫米级的定位精度。 第三章：智慧的星网——全球导航卫星系统的架构与运作 全球导航卫星系统（GNSS）的出现，是人类时空定位技术发展史上的里程碑。本章将系统性地介绍当前主流的GNSS系统，包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗卫星导航系统。我们将深入探讨它们的星座设计、卫星数量、轨道参数，以及它们如何协同工作，实现全球无缝覆盖。您将了解到，这些庞大的卫星网络并非孤立运行，而是通过精确的同步和通信，构建起一个相互依存、高效协作的“智慧星网”。我们将揭示卫星信号的编码方式、导航电文的内容，以及地面控制系统如何监测和维护整个系统的运行，确保其持续稳定地提供服务。 第四章：误差的消弭——提高定位精度的关键技术 尽管GNSS系统本身精度极高，但在实际应用中，各种误差源——如大气层延迟、多径效应、卫星轨道误差、接收机噪声等——仍然会对定位结果产生影响。本章将聚焦于一系列先进的差分技术和增强系统，它们是实现超高精度定位的“秘密武器”。我们将详细介绍差分GPS（DGPS）的基本原理，以及它如何通过地面基准站提供的差分改正信息，显著提升定位精度。在此基础上，我们将进一步探讨实时动态差分GPS（RTK）技术，解析其如何通过载波相位观测，实现亚米级甚至厘米级的实时定位。同时，本书还将介绍卫星导航增强系统（SBAS），如WAAS、EGNOS等，以及它们如何通过区域性增强信息，提高GNSS服务的可靠性和可用性。 第五章：无处不在的“位置”——GNSS的多元化应用场景 GNSS的强大功能，已经渗透到我们生活的方方面面，并深刻地改变着各行各业的运作模式。本章将以丰富的案例，展示GNSS在不同领域的广泛应用。 交通运输： 从汽车导航、航空管制、航海引航，到铁路调度和物流追踪，GNSS为高效、安全的交通运输提供了不可或缺的支撑。我们将探讨其在智能网联汽车、无人机配送、港口自动化等前沿领域的应用。 测绘与地理信息： 在土地管理、城市规划、工程建设、地质勘探等领域，GNSS是实现高精度测绘和地理信息采集的关键工具。我们将展示其在地形测绘、不动产登记、三维建模等方面的作用。 应急响应与公共安全： 在自然灾害救援、搜救行动、警务巡逻、反恐侦查等紧急情况下，GNSS能够快速、准确地提供位置信息，为指挥调度和人员定位提供有力支持。 精准农业： GNSS技术正在引领农业走向智能化和精细化。从播种、施肥、农药喷洒到收割，实现对农田作业的精准控制，优化资源利用，提高作物产量和品质。 科学研究： GNSS也被广泛应用于地球科学研究，例如地壳形变监测、地震预报、海平面变化研究、气象探测等，为理解地球系统运行提供宝贵的观测数据。 个人生活： 智能手机中的地图导航、运动追踪、位置共享，以及各种基于位置的服务（LBS），都离不开GNSS技术的支持，极大地便利了我们的日常生活。 第六章：挑战与未来——GNSS技术的发展趋势与展望 尽管GNSS技术已经取得了辉煌的成就，但其发展并未止步。本章将探讨当前GNSS技术面临的挑战，如信号干扰（Jamming）和欺骗（Spoofing）问题，以及如何通过抗干扰技术和多系统融合来应对。我们还将展望GNSS技术的未来发展趋势： 更高精度与可靠性： 结合惯性导航系统（INS）进行多系统融合（Sensor Fusion），以及利用低轨卫星（LEO）和地面基站网络，实现更高精度、更强鲁棒性的定位。 室内外无缝定位： 探索利用Wi-Fi、蓝牙、UWB等技术，实现GNSS与室内定位技术的无缝切换，弥补GNSS在室内环境的不足。 智能化与个性化服务： 随着人工智能技术的发展，GNSS将与大数据、机器学习相结合，提供更加智能、个性化的位置感知服务。 新兴应用领域： 探索GNSS在自动驾驶、机器人导航、虚拟现实/增强现实（VR/AR）、智慧城市建设等更多新兴领域的深度应用。 《星海指引：现代时空定位技术巡礼》旨在为您勾勒出一幅关于时空定位技术的全景图。它不仅是一部技术科普的著作，更是一次关于人类探索未知、驾驭时空的智慧之旅。通过对本书的阅读，您将深刻理解这项看似普通却至关重要的技术，如何塑造我们的现代世界，并在未来继续引领我们走向更加智能、互联的明天。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和设计，简直是视觉上的一次盛宴。在信息爆炸的时代，能拥有一本兼顾内容深度与阅读体验的实体书，实属不易。内页的图表绘制得极为精美，线条清晰，色彩搭配既专业又不失美感。我尤其喜欢它在关键公式旁留出的空白区域，这简直是为读者留下了思考和演算的“私人空间”。许多技术书籍往往为了节省篇幅而牺牲了视觉舒适度，但这本却反其道而行之，它似乎在无声地鼓励读者慢下来，去品味每一个细节。装帧的质感也非常好，拿在手里沉甸甸的，透露出一种“经典”的厚重感。这种对细节的极致追求，让我对内容本身也产生了更高的期待，因为它传递出的信号是：每一个部分都经过了精心打磨，没有敷衍了事之处。这种对工匠精神的致敬，在数字阅读时代显得尤为珍贵。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的难度是偏高的，它对读者的预备知识有一定的要求，但这种“高门槛”恰恰是其价值的体现。它不是一本面向零基础爱好者的科普读物，更像是一部面向专业人士的“工具箱”和“参考圣经”。尤其是一些关于信号处理链中高阶数学工具的应用部分，需要读者具备扎实的信号与系统基础才能完全领会其精髓。然而，作者也尽力提供了足够的背景回顾，使得有一定基础的读者能够快速跟上节奏。我认为，这本书的真正价值在于其“系统性”和“权威性”——它不像是一些零散的论文集，而是提供了一个完整、自洽、且互相印证的知识体系框架。对于任何希望在这个领域达到精深水平的人来说，它无疑是一份值得反复研读、并能在职业生涯中长期受益的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

全书的案例选择，体现了作者深厚的行业积累和全球视野。它没有局限于单一的、大家都耳熟能详的系统介绍，而是穿插了许多前沿且具有挑战性的应用实例。我发现，书中的许多场景描述，都像是直接从实际项目文档中提炼出来的，充满了真实世界的“摩擦”和权衡取舍。比如，它在讨论低功耗设计时，不仅仅停留在理论功耗模型上，还深入剖析了不同工作模式下，硬件调度与软件栈之间的博弈，这一点是很多理论教材中会忽略的“工程妥协艺术”。这种对工程实践中各种限制因素（如成本、实时性、环境适应性）的坦诚讨论，让这本书的价值瞬间提升了一个维度。它教你的不只是“如何做”，更重要的是“在什么条件下，应该选择哪种方案”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格实在是太吸引人了，作者似乎是一位深谙技术原理却又擅长把复杂概念讲得清晰易懂的大师。我最欣赏它在开篇部分对基础理论的梳理，那种层层递进、逻辑严密的构建方式，让人感觉仿佛正在被领进一个宏伟的知识殿堂。比如，它对信号传播延迟的分析，没有停留在教科书式的公式堆砌，而是通过一系列生动的比喻和实际案例，将抽象的物理过程具象化。初读时，我本以为会面对枯燥的数学推导，没想到作者的笔触却充满了洞察力，总能在关键节点点出问题的本质。尤其是对不同误差源的剖析，那种深度和广度都让人佩服得五体投地，不是那种蜻蜓点水的介绍，而是真正深入到了算法和模型建构的核心。读完第一部分，我感觉自己对整个系统的运行机制有了脱胎换骨的理解，那种“原来如此”的豁然开朗感，是很多同类书籍所无法给予的。这完全不是一本可以随便翻阅的书，它需要你投入心神，但回报是巨大的知识财富。

评分☆☆☆☆☆

作者在阐述某一复杂算法时，采用了一种“反向工程”的叙述手法，这让我印象最为深刻。通常，技术书籍会先介绍理论基础，再推导出应用，但这本却巧妙地从一个实际应用场景中提出的挑战切入，然后逐步拆解所需的技术模块，最后才回归到底层原理。这种“问题导向”的叙事策略，极大地激发了我的学习兴趣。它让读者时刻明白“我为什么要学这个”，避免了知识学习的盲目性。例如，在讨论精密定位精度提升时，作者并没有直接丢出卡尔曼滤波的复杂方程组，而是先展示了多径效应如何“欺骗”接收机，这种代入感极强的故事性描述，使得冰冷的数学模型瞬间鲜活起来，每一个参数的引入都有了其存在的合理性和紧迫性。对于渴望将理论应用于实践的工程师来说，这种讲解方式简直是福音。