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全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是國(guó)家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施，已成為中國(guó)改革開放40多年來取得的重要成就之一。2020年，北斗三號(hào)系統(tǒng)全面完成建設(shè)，為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。本書首先介紹了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的原理，包括系統(tǒng)的組成、坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)與衛(wèi)星信號(hào)、北斗系統(tǒng)接收機(jī)、北斗導(dǎo)航定位的誤差源、北斗導(dǎo)航定位的基本原理；然后介紹了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用，包括在地球科學(xué)中的應(yīng)用、位置服務(wù)中的應(yīng)用等，*后列舉了典型的應(yīng)用案例。?[1]?

圖書目錄

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第1章緒論1

1.1導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展歷程1

1.1.1人類早期的導(dǎo)航1

1.1.2近現(xiàn)代導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展2

1.1.3導(dǎo)航定位技術(shù)分類4

1.2北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)6

1.2.1北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展歷程6

1.2.2系統(tǒng)組成7

1.2.3時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)9

1.2.4信號(hào)特征和服務(wù)類型9

1.2.5特色與優(yōu)勢(shì)13

1.3其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)13

1.3.1GPS系統(tǒng)13

1.3.2GLONASS系統(tǒng)15

1.3.3Galileo系統(tǒng)16

1.4區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與星基增強(qiáng)系統(tǒng)18

1.4.1區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)18

1.4.2星基增強(qiáng)系統(tǒng)18

1.5衛(wèi)星導(dǎo)航快速入門19

1.5.1衛(wèi)星導(dǎo)航基本原理19

1.5.2距離測(cè)量原理20

1.5.3信號(hào)傳播時(shí)間及其誤差21

參考文獻(xiàn)22

思考題22

第2章坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)23

2.1天球坐標(biāo)系23

2.1.1天球的基本概念23

2.1.2瞬時(shí)天球坐標(biāo)系24

2.1.3歲差與章動(dòng)的影響25

2.1.4協(xié)議天球坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換26

2.2地球坐標(biāo)系27

2.2.1瞬時(shí)地球坐標(biāo)系27

2.2.2地極移動(dòng)29

2.2.3協(xié)議地球坐標(biāo)系與國(guó)際地球參考框架30

2.2.4協(xié)議地球坐標(biāo)系與協(xié)議天球坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換32

2.3常用的GNSS坐標(biāo)系32

2.3.1WGS84坐標(biāo)系33

2.3.2PZ90坐標(biāo)系33

2.3.3Galileo坐標(biāo)系33

2.3.4北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)坐標(biāo)系34

2.4時(shí)間系統(tǒng)35

2.4.1世界時(shí)系統(tǒng)35

2.4.2歷書時(shí)37

2.4.3原子時(shí)37

2.4.4協(xié)調(diào)世界時(shí)38

2.4.5北斗時(shí)間系統(tǒng)38

參考文獻(xiàn)39

思考題39

第3章北斗衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)與衛(wèi)星信號(hào)40

3.1北斗衛(wèi)星軌道40

3.1.1基于開普勒軌道參數(shù)及其變化率來描述40

3.1.2按固定時(shí)間間隔直接給出對(duì)應(yīng)歷元衛(wèi)星位置及其運(yùn)動(dòng)速度描述42

3.2北斗衛(wèi)星星歷42

3.2.1衛(wèi)星星歷與歷書42

3.2.2 廣播星歷與精密星歷44

3.3北斗衛(wèi)星信號(hào)47

3.3.1載波信號(hào)47

3.3.2測(cè)距碼48

3.3.3導(dǎo)航電文50

3.4北斗衛(wèi)星位置計(jì)算53

3.4.1利用廣播星歷計(jì)算衛(wèi)星位置53

3.4.2利用精密星歷計(jì)算衛(wèi)星位置55

參考文獻(xiàn)56

思考題57

第4章北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)58

4.1GNSS接收機(jī)基本原理58

4.1.1GNSS接收機(jī)組成58

4.1.2導(dǎo)航信號(hào)捕獲跟蹤流程61

4.1.3幾種常見的GNSS接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方式65

4.1.4GNSS接收機(jī)發(fā)展趨勢(shì)65

4.2GNSS接收機(jī)的分類66

4.2.1按工作原理分類66

4.2.2按用途分類67

4.2.3按所用載波頻率分類67

4.2.4按接收機(jī)通道方式分類68

4.3北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)性能68

4.3.1北斗系統(tǒng)導(dǎo)航業(yè)務(wù)功能68

4.3.2北斗系統(tǒng)短報(bào)文業(yè)務(wù)功能70

4.3.3衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)主要指標(biāo)71

4.3.4常規(guī)指標(biāo)的測(cè)試方法72

4.4北斗導(dǎo)航接收機(jī)數(shù)據(jù)格式74

4.4.1NMEA數(shù)據(jù)接口74

4.4.2RTCM數(shù)據(jù)接口75

4.4.3RINEX數(shù)據(jù)接口77

4.4.4私有數(shù)據(jù)接口79

參考文獻(xiàn)80

思考題80

第5章北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差源81

5.1概述81

5.1.1誤差分類82

5.1.2消除或削弱誤差影響的方法和措施84

5.2與衛(wèi)星有關(guān)的誤差86

5.2.1衛(wèi)星星歷誤差86

5.2.2衛(wèi)星鐘差87

5.2.3相對(duì)論效應(yīng)88

5.2.4信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延89

5.2.5衛(wèi)星天線相位中心改正90

5.3與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差91

5.3.1電離層延遲誤差91

5.3.2對(duì)流層延遲100

5.3.3多路徑效應(yīng)103

5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差104

5.4.1接收機(jī)鐘差104

5.4.2接收機(jī)內(nèi)部測(cè)量噪聲104

5.4.3接收機(jī)天線相位中心改正105

5.4.4地球潮汐改正106

參考文獻(xiàn)107

思考題108

第6章北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基本原理與方法109

6.1衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理109

6.1.1定位原理109

6.1.2定位方法分類110

6.2北斗系統(tǒng)基本觀測(cè)量111

6.2.1偽距觀測(cè)值111

6.2.2載波相位觀測(cè)值113

6.2.3多普勒頻移測(cè)量值115

6.3單點(diǎn)定位116

6.3.1偽距單點(diǎn)定位116

6.3.2精密單點(diǎn)定位技術(shù)119

6.4差分定位121

6.4.1偽距差分定位121

6.4.2載波相位差分定位123

6.4.3網(wǎng)絡(luò)RTK127

參考文獻(xiàn)131

思考題131

第7章北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在地球科學(xué)中的應(yīng)用132

7.1地球參考框架維持132

7.2國(guó)民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)134

7.2.1大壩監(jiān)測(cè)134

7.2.2邊坡監(jiān)測(cè)135

7.2.3橋梁監(jiān)測(cè)138

7.3氣象監(jiān)測(cè)139

7.3.1氣象參數(shù)反演139

7.3.2氣象數(shù)據(jù)傳輸141

7.3.3氣象智能化141

7.4地表環(huán)境監(jiān)測(cè)143

7.4.1海面潮位監(jiān)測(cè)144

7.4.2海面風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)145

7.4.3積雪監(jiān)測(cè)146

7.4.4土壤濕度監(jiān)測(cè)147

7.5典型應(yīng)用案例——邊坡變形監(jiān)測(cè)148

7.5.1研究區(qū)概況148

7.5.2GNSS變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)149

參考文獻(xiàn)153

思考題155

第8章北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在位置服務(wù)中的應(yīng)用156

8.1大眾領(lǐng)域的應(yīng)用156

8.1.1智能手機(jī)的應(yīng)用156

8.1.2共享單車應(yīng)用157

8.1.3乘用車導(dǎo)航158

8.1.4對(duì)特殊人群的關(guān)愛159

8.2智慧城市中的應(yīng)用160

8.2.1公交車智能調(diào)度160

8.2.2公務(wù)車管理161

8.2.3網(wǎng)約車監(jiān)管162

8.2.4公安應(yīng)急通信指揮163

8.2.5城市網(wǎng)格化管理164

8.3交通領(lǐng)域的應(yīng)用165

8.3.1重點(diǎn)運(yùn)輸車輛過程監(jiān)控165

8.3.2物流配送車輛監(jiān)管165

8.3.3船舶監(jiān)控166

8.3.4航空領(lǐng)域的應(yīng)用167

8.3.5無人機(jī)監(jiān)管168

8.3.6駕考駕培169

8.3.7自動(dòng)駕駛170

8.4減災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用171

8.4.1民政防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)171

8.4.2海上遇險(xiǎn)搜救173

8.4.3消防救援管理174

8.5農(nóng)業(yè)漁業(yè)應(yīng)用175

8.5.1農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管175

8.5.2農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛176

8.5.3海洋漁業(yè)177

8.5.4海洋觀測(cè)178

8.6典型應(yīng)用案例——農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)控179

8.6.1項(xiàng)目概況179

8.6.2系統(tǒng)組成179

8.6.3北斗農(nóng)機(jī)智能終端180

8.6.4精細(xì)化管理平臺(tái)181

參考文獻(xiàn)183

思考題183

附錄1北斗廣播星歷(部分)184

附錄2北斗精密星歷(部分)187

附錄3北斗導(dǎo)航電文信息類別及播發(fā)特點(diǎn)190

附錄4北斗衛(wèi)星發(fā)射一覽表192