GPS原理及应用（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李天文 等 著

图书标签:

• GPS
• 卫星导航
• 定位技术
• 测量学
• 地理信息系统
• 导航技术
• 无线通信
• 电子工程
• 高等教育
• 规划教材

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030433909

版次：3

商品编码：12071243

包装：平装

丛书名： “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2015-03-01

用纸：胶版纸

页数：233

字数：370000

正文语种：中文

内容简介

　　《GPS原理及应用（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》是在作者李天文多年从事GPS卫星测量教学与应用研究的基础上撰写而成。全书共13章，第1～4章主要介绍了GPS卫星测量的基本原理，第5～7章主要介绍了GPS卫星测量的误差来源、技术设计和数据处理，第8章主要介绍了GPS卫星信号接收机的使用与检验，第9～13章主要介绍了GPS卫星测量技术的应用。书中重点介绍了GPS卫星信号接收机的使用与检验，特别是对GPS卫星测量技术在有关领域中的应用作了详细论述。
　　《GPS原理及应用（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》可作为地理信息科学专业本科生及研究生教材，同时也可供相关专业师生、研究人员及测绘专业技术人员参考。

目录

第三版 修编说明
第一版 序
第一版 前言
第1章 绪论
1．1 卫星定位技术发展概况
1．2 俄罗斯的全球导航卫星系统
1．3 欧洲的Galileo系统
1．4 中国的北斗卫星系统
1．5 GPS系统的组成
1．6 卫星定位技术相对于常规测量技术的特点
1．7 GPS的应用
习题

第2章 GPS定位的坐标系统及时间系统
2．1 协议天球坐标系
2．2 协议地球坐标系
2．3 协议地球坐标系与协议天球坐标系的转换
2．4 国家坐标系与地方坐标系
2．5 WGS-84坐标系
2．6 时间系统
习题

第3章 卫星运动及GPS卫星信号
3．1 概述
3．2 卫星的无摄运动
3．3 卫星的瞬时位置与瞬时速度计算
3．4 地球人造卫星的受摄运动
3．5 GPS卫星星历
3．6 GPS卫星的伪随机测距码
3．7 GPS导航电文
3．8 伪距测量原理
3．9 卫星的载波信号及相位测量原理
3．10 美国政府关于GPS卫星信号的SA政策
习题

第4章 GPS定位原理
4．1 GPS绝对定位原理
4．2 观测卫星的几何分布与GPS授时
4．3 GPS相对定位原理
4．4 差分GPS测量原理
4．5 广域差分GPS
4．6 整周未知数的确定方法与周跳分析
习题

第5章 GPS测量的误差来源
5．1 GPS测量误差的分类
5．2 与GPS卫星有关的误差
5．3 与卫星信号传播有关的误差
5．4 与接收机有关的误差
5．5 其他误差来源
习题

第6章 GPS测量技术设计与外业施测
6．1 GPS测量的技术设计
6．2 G．PS控制网的图形设计及设计原则
6．3 GPS控制网的优化设计
6．4 GPS测前准备及技术设计书的编写
6．5 GPS测量外业实旋
6．6 技术总结与上交资料
习题

第7章 GPS测量数据处理
7．1 概述
7．2 (3 PS基线向量的解算
7．3 GPS控制网的三维平差
7．4 G_PS基线向量网的二维平差
7．5 GPS高程
习题

第8章 GPS卫星信号接收机
8．1 GPS卫星信号接收机的分类
8．2 GPS接收机的组成及工作原理
8．3 几种常见GPS卫星信号接收机
8．4 GPS卫星信号接收机的选用与检验
习题

第9章 GPS测量技术在控制测量、精密工程测量及变形监测中的应用
9．1 概述
9．2 GPS在控制测量中的应用
9．3 GPS在精密工程测量中的作用
9．4 GPS在工程变形监测中的应用
习题

第10章 GPS测量技术在航空遥感中的应用
10．1 概述
10．2 常规空中三角测量
10．3 G．PS辅助空中三角测量
10．4 机载GPS天线与摄影机偏心测量
10．5 GPS辅助空中三角测量平差及结果分析
习题

第11章 GPS测量技术在土地资源调查中的应用
11．1 土地资源调查的目的与任务
11．2 土地资源调查的内容与方法
11．3 实时动态测量系统
11．4 CORS系统原理
11．5 GPS测量技术在土地资源调查中的应用
习题

第12章 GPS在地质调查、地形测量、地籍测量及深水测量中的应用
12．1 概述
12．2 GPS在地质调查中的应用
12．3 GPS在地形测量中的应用
12．4 GPS在地籍测量中的应用
12．5 差分GPS在水深测量中的应用
习题

第13章 GPS测量技术在其他领域中的应用
13．1 GPS测量技术在地球动力学及地震监测中的应用
13．2 GPS测量技术在城市规划中的应用
13．3 GPS在气象信息测量中的应用
13．4 GPS在公安、交通系统中的应用
13．5 GPS测量技术在航海导航中的应用
13．6 GPS测量技术在航空导航中的应用
13．7 GPS在海洋测绘中的应用
13．8 GPS在水土保持生态建设中的应用
13．9 GPS定位技术在其他领域中的应用
习题
主要参考文献
附录 GPS静态测量数据处理

导航的过去、现在与未来：一部关于时空定位的恢弘史诗 想象一下，在茫茫大海中，经验丰富的船长凭借星辰与罗盘，穿越未知的水域；又或者，在广袤的荒漠里，骆驼商队依靠着太阳与地形，在沙海中摸索前行。数千年来，人类从未停止过对精确位置和方向的追求。从古老的日晷到精密的星图，再到如今我们手中轻巧的智能设备，对“我在哪里”、“我要去哪里”的探索，驱动着文明不断向前。 本书并非一部枯燥的技术手册，而是一场穿越时空、洞悉导航奥秘的史诗。它将带领读者，一同追溯人类定位技术的漫长演进之路，从那些充满智慧与勇气的早期探索，到现代科技的集大成者。我们将深入剖析那些奠定导航基石的伟大发现，体验那些塑造了我们今天生活方式的关键时刻，并展望导航技术未来的无限可能。 第一章：无尽的探索——人类对位置的原始渴望 从最早的部落迁徙到宏伟的地理大发现，人类对“定位”的需求，几乎与文明的诞生同步。本章将从最基础的层面，探讨人类是如何在没有现代科技的帮助下，依靠自然界赋予的线索来寻找方向和辨别位置的。 仰观俯察，天象指引： 早期人类如何观察太阳的东升西落、月亮的阴晴圆缺、星辰的周而复始，并从中提取时间与方位的规律。我们将回顾古代文明，如古埃及的金字塔定位、古希腊的浑天仪，以及中国古代的观星台，如何利用天体运行来制定历法、测量经纬。 大地为尺，风物为证： 除了天象，陆地和海洋同样是天然的导航员。山脉的走向、河流的蜿蜒、海岸线的轮廓，甚至是风的方向和洋流的规律，都曾是探险家和航海家的生命线。我们将重温那些依靠地貌特征进行导航的传奇故事，例如古代丝绸之路上的驼铃声，以及早期航海家如何通过识别洋流和季风来规划航线。 直觉与经验的传承： 在没有文字记载的年代，知识和经验的传承至关重要。本章将探讨口头传说、图腾符号以及部落间的约定俗成，如何在潜移默化中，将定位和导航的智慧传递给后代。 第二章：智慧的火花——导航技术的早期萌芽 随着人类社会的发展，简单的自然观察逐渐无法满足日益增长的探索需求。精准、可靠的定位工具开始应运而生，标志着导航技术进入了第一个快速发展的时期。 compass 的诞生与航海革命： 磁罗盘的发明，无疑是人类导航史上最重要的里程碑之一。它摆脱了对天象的依赖，使得在阴雨天气和夜间航行成为可能。我们将详细介绍指南针的起源，从中国古代的“司南”到后来的水罗盘和旱罗盘，以及它如何彻底改变了航海的模式，开启了波澜壮阔的地理大发现时代。 时间与距离的测量： 精确的时间测量是航海中确定经度的关键。本章将回顾早期计时工具的演变，如沙漏、日晷，以及后来对精确航海钟的追求。同时，我们也将探讨如何利用船速和航行时间来估算距离，尽管这种方法存在一定的误差，但它在当时已是宝贵的经验。 海图与地图的绘制： 随着航线的扩展，对地理信息的记录和传播变得尤为重要。本章将介绍早期海图和地图的发展历程，从简单的轮廓图到逐渐加入更多地形、海岸线细节的绘制。我们将审视那些承载着探索者足迹的古老地图，理解它们在导航和地理认知中的巨大作用。 第三章：科学的飞跃——近代导航技术的奠基 科学的兴起为导航技术注入了新的活力。数学、物理学和天文学的理论突破，使得导航的精度和可靠性得到了前所未有的提升。 经度问题的解决与天文导航的成熟： 确定经度的问题困扰了航海家数百年。本章将深入探讨解决这一难题的关键人物和科学原理，特别是航海钟的发明如何实现精确授时，以及天文观测在确定当地时间与格林尼治时间之间的差异中的作用。我们将介绍地平仪、六分仪等精密天文仪器的发展，以及如何通过它们进行太阳、恒星的观测来推算经纬度。 三角测量与大地测量： 在陆地上，三角测量技术的发展使得绘制精确的地图成为可能。本章将介绍大地测量学的基本原理，如何通过建立基线和测量角度来确定大片区域的地理坐标。我们将回顾那些为国家绘制详细地图的伟大测量工程，它们不仅服务于军事和行政，也为科学研究提供了宝贵的数据。 无线电技术的曙光： 随着电磁波的发现和应用，无线电技术为导航带来了全新的可能性。本章将初步介绍无线电信号的传播特性，以及早期无线电信标和无线电定位系统的构想，它们预示着一个摆脱了纯粹光学和天体观测的全新导航时代的到来。 第四章：科技的结晶——现代导航技术的革命 20世纪是科技飞速发展的时代，导航技术迎来了前所未有的变革，其中最为显著的便是全球定位系统的出现。 惯性导航：无声的指引： 在无线电信号难以到达的区域，或者需要极高精度的自主导航时，惯性导航系统（INS）发挥着关键作用。本章将揭示惯性导航的基本原理，如何利用陀螺仪和加速度计来测量物体的角速度和线加速度，并积分计算出其在三维空间中的位置、速度和姿态。我们将探讨INS在航空、航天、潜艇等领域的广泛应用。 无线电导航的辉煌与落幕： 在GPS出现之前，各种无线电导航系统曾是重要的空中和海上交通的指引者，例如Loran、Omega系统。本章将回顾这些系统的技术原理，它们如何利用不同地点无线电信号到达时间的差异来确定位置，并分析它们在历史上的重要贡献以及最终被更先进技术取代的原因。 卫星导航的黎明： 卫星导航系统的出现，是导航技术发展史上的集大成者。本章将重点介绍卫星导航系统的基本构成，包括空间段（卫星星座）、地面控制段和用户段。我们将深入剖析卫星信号的传输原理，以及用户接收机如何通过接收多颗卫星的信号，利用时间差和三角测量原理来精确计算自身的位置。我们将从基础原理出发，为读者构建一个清晰的卫星导航系统的工作模型。 第五章：无处不在的连接——现代导航系统的深度解析 我们每天都在使用的导航，背后蕴含着怎样的精密设计和技术集成？本章将对现代导航系统进行更深入的剖析。 GNSS家族：全球卫星导航系统的多极化： 除了美国GPS，我们还将认识其他主要的全球卫星导航系统（GNSS），如俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo、中国的北斗（BDS）。本章将介绍这些系统的独特性、发展历程以及各自的技术特点，并探讨多系统融合带来的优势。 定位精度与误差分析： 影响导航精度的因素多种多样，包括卫星轨道误差、大气延迟、接收机噪声等。本章将详细分析这些误差的来源，以及各种误差修正技术，如差分GPS（DGPS）、实时动态差分GPS（RTK）等，如何显著提高定位精度。 高精度定位的挑战与解决方案： 在自动驾驶、精密农业、测绘等领域，对厘米级甚至毫米级的定位精度有着迫切需求。本章将介绍应对这些挑战的先进技术，如组合导航（INS/GNSS融合）、视觉里程计、激光雷达SLAM等，它们如何弥补单一系统的不足，实现更卓越的定位性能。 导航的室内外融合： 室内导航一直是GPS等室外定位系统难以逾越的障碍。本章将探讨室内定位技术的种类，如Wi-Fi定位、蓝牙信标、UWB（超宽带）技术，以及它们如何与室外导航系统融合，实现连续无缝的定位体验。 第六章：应用的光辉——导航技术如何塑造我们的世界 导航技术早已不再是航海家和飞行员的专属，它已经渗透到我们生活的方方面面，深刻地改变着世界的运作模式。 出行与交通的智能化： 从智能手机上的地图导航，到网约车平台的精准调度，再到自动驾驶汽车的自主规划，导航技术正在重塑我们的出行方式。本章将探讨导航技术在公共交通、物流运输、智慧城市建设等方面的应用，以及它如何提升交通效率、降低事故率。 精准农业与环境保护： 在农业领域，GPS和GIS（地理信息系统）技术实现了精准施肥、精准灌溉、精准喷药，大大提高了农作物产量，减少了资源浪费。在环境保护领域，导航技术被用于监测野生动物迁徙、追踪非法采伐、绘制灾害分布图等。 地理空间信息与科学研究： 导航技术是地理空间信息技术（GSIS）的核心组成部分。本章将探讨GIS在城市规划、资源管理、灾害预警等方面的作用，以及导航技术如何为地质勘探、考古研究、气象监测等科学研究提供精确的空间坐标。 新兴领域的探索： 随着科技的进步，导航技术的应用边界不断拓展。本章将展望导航技术在虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、无人机应用、太空探索等新兴领域的潜力，以及它们如何为我们打开全新的视野。 第七章：未来的星辰大海——导航技术的展望 站在当下，我们眺望未来。导航技术的演进从未停止，新的挑战和机遇正在涌现。 下一代GNSS：更高精度、更强抗干扰能力： 未来GNSS系统将更加智能化，具备更强的抗干扰和反欺骗能力，并进一步提升定位精度，满足日益增长的精密应用需求。 自主导航与人工智能的融合： 随着人工智能技术的发展，导航系统将变得更加“聪明”，能够自主感知环境、做出决策，并与更复杂的系统进行协同。 量子导航的曙光？ 量子技术正在探索新的导航范式，虽然尚处于早期阶段，但其潜在的颠覆性可能令人期待。 伦理与安全挑战： 随着导航技术的广泛应用，数据隐私、信息安全、自主系统误判等伦理和社会问题也需要我们认真思考和应对。 本书的编写，旨在为广大读者提供一个全面、深入、易于理解的导航技术知识体系。我们希望通过引人入胜的叙述和严谨的科学分析，让读者不仅了解导航技术的“是什么”，更能理解“为什么”以及“将走向何方”。这是一场关于空间、时间、科技与人类智慧的探索之旅，我们诚挚邀请您加入，一同领略导航技术带来的无限魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书名中的“十二五”字样，让我预感到它应该是一本内容非常扎实、紧跟时代发展步伐的教材。我翻阅这本书，发现它确实没有让我失望。在原理部分，它不仅涵盖了GPS最基础的卫星信号组成、测距原理、三维定位等内容，还对影响定位精度的各种误差源进行了深入分析，例如大气延迟、多路径效应、接收机噪声等，并给出了相应的改正方法。这对于我理解GPS的实际精度限制以及如何进行精度提升非常重要。在应用部分，这本书的覆盖面之广也让我颇为惊叹。从传统的航空航天、军事导航，到如今广泛应用的汽车导航、智能手机，再到一些新兴领域如精准农业、形变监测等，这本书都进行了详细的介绍和分析。我尤其喜欢书中对不同应用场景下GPS技术要求的探讨，比如在山区或城市峡谷中，信号遮挡问题如何影响定位；在进行高精度测量时，如何通过差分技术来克服误差。这些内容都非常贴合实际应用，能够帮助我更好地理解GPS的优势和局限性，并在实际工作中做出更明智的技术选择。它不仅仅是一本理论书，更是一本实用的技术指南。

评分☆☆☆☆☆

我一直对精确测量和定位技术抱有浓厚的兴趣，尤其是在一些科研项目中，GPS的精度和可靠性直接关系到实验数据的质量。过去，我主要依赖于一些零散的文献资料来解决实际问题，这往往耗时耗力，而且很难形成一个完整的知识体系。这次偶然的机会接触到《GPS原理及应用（第3版）》，我感觉到它填补了我知识体系中的重要空白。这本书在原理部分，对信号的传播误差、接收机的工作原理、数据处理算法等都有非常详尽的论述，这对于我理解和优化GPS的应用至关重要。更让我惊喜的是，它在应用章节，详细介绍了GPS在测绘、地质勘探、大气监测等多个领域中的具体应用案例，并分析了不同应用场景对GPS性能提出的特殊要求。这让我能够将书本上的理论知识与我实际遇到的技术难题联系起来，找到解决问题的思路和方法。例如，在进行高精度形变监测时，如何减小多路径效应的影响，如何选择合适的接收机类型和数据处理策略，这本书都提供了非常有价值的参考。它就像一位资深的顾问，为我解答了许多困扰我已久的技术难题。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对导航技术和地理信息系统有着深厚兴趣的爱好者，我一直在寻找一本能够系统性地介绍GPS核心原理并展示其广泛应用的书籍。《GPS原理及应用（第3版）》的出现，无疑满足了我的这一需求。我喜欢它在描述GPS系统组成时，不仅仅停留在卫星、地面站和用户接收机这几个宏观层面，而是深入到每一部分的具体功能和工作流程。比如，对于导航电文的结构和内容，它是如何承载着卫星的星历、时钟改正等关键信息的，我通过阅读这本书有了清晰的认识。同时，我也对书中关于用户接收机如何处理卫星信号，进行测距和解算位置的详细阐述印象深刻。它不仅仅介绍了基本的三边测量法，还提及了卡尔曼滤波等更高级的算法，这对于理解GPS定位的动态性和实时性非常有帮助。更重要的是，书中对GPS在不同应用场景下的优缺点分析，以及如何结合其他导航技术（如惯性导航、RTK等）来提升定位精度和可靠性，为我提供了宝贵的启示。这本书让我意识到，GPS并非一个孤立的技术，而是与许多其他高科技领域相互关联、相互促进的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我带着一种“试试看”的心态，毕竟“国家级规划教材”这个名头听起来就有点严肃，生怕会是一本枯燥乏味的理论堆砌。然而，翻开第一页，我就被它的内容深深吸引了。作者以一种非常生动形象的方式，将GPS的复杂原理娓娓道来，就像在讲述一个精彩的故事。我尤其喜欢它在讲解卫星轨道、信号传输等抽象概念时，能够结合大量的图示和实例，让原本晦涩难懂的知识变得通俗易懂。很多时候，我在阅读其他技术书籍时，会因为大量的公式和专业术语而感到头疼，但在这本书中，我却很少有这种感觉。作者似乎非常了解我们作为读者可能遇到的困惑，并提前准备好了恰到好处的解释和补充。它不仅仅是简单地陈述事实，更是在引导我们思考，鼓励我们去探索其中的逻辑和联系。比如，在介绍多普勒效应如何用于测量速度时，我仿佛看到了一个精密仪器在工作中，每一个细微的参数都至关重要。这种深入浅出的讲解方式，让我对GPS的理解进入了一个全新的层次，从一个旁观者变成了仿佛置身其中的探索者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字是《GPS原理及应用（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材》。 一直以来，我都对地图和导航技术充满好奇，尤其是GPS，这个小小的设备却承载着如此强大的定位能力，总让我觉得充满了科技的魅力。在大学期间，我选修了一门关于地理信息系统的课程，其中就涉及到了GPS的一些基础知识。那时候，我接触到的是一些非常表面的概念，比如卫星、接收机、坐标系等等，对于其背后的原理，总有一种云里雾里的感觉。我常常在想，那些在茫茫大海中航行的船只，在无人区探险的科考队员，甚至是日常生活中我们依赖的手机导航，它们是如何做到如此精准的定位的呢？是什么样的科学原理在支撑着这一切？我希望有一本书，能够像一位经验丰富的老师一样，循序渐进地为我揭开GPS的神秘面纱，让我不仅仅知道“是什么”，更要理解“为什么”。我渴望深入了解GPS信号是如何从遥远的太空传播到地面，又是如何被我们的设备捕捉并转化为精确位置信息的。同时，我也对GPS在各个领域的实际应用非常感兴趣，比如它如何帮助我们进行交通管理、灾害监测，甚至在科学研究中扮演着怎样的角色。这本书的出现，无疑为我打开了一扇了解这些奥秘的大门，我期待着通过阅读它，能够获得更深刻、更系统的知识。