-
第一章绪论
教学目的与要求：
1．掌握GPS的组成及其功能、用户的限制性政策及用户的措施。
2．理解GNSS定位发展史及应用现状。
3．了解Transit、GPS等卫星空间定位技术的兴起及其特点
4．了解其他GNSS的发展，俄罗斯的GLONASS, 欧盟建设中的Galileo，中国的Compass
教学重点与难点：
重点：传统大地测量方法的局限性，对空间大地测量技术的要求。GPS的组成及其功能。GNSS定位的基本原理、优越性。
难点：从时间、技术方法发展上，捋清GNSS定位发展史过程。 -
●1.1GPS发展史
1. 传统大地测量技术的局限性
2. 空间大地测量技术出现的要求
3. GPS基本定位原理
4. NNSS的系统构成、特点、局限性
5. GPS的批准、研制和IOC、FOC，第三代GPS的发展 -
●1.2GPS系统构成、SA、AS
1. 全球定位系统的组成三部分：空间卫星部分、地面监控部分、用户接收机部分
2. 三部分功能与作用
3. SA政策
4. AS措施
5. GPS现代化 -
●1.3Galileo、GLONASS和北斗导航全球卫星定位系统的发展现状
其他卫星定位导航系统发展概况、现状
1. GLONASS
2. GALILEO
3. BDS -
●1.4GNSS应用
GNSS的应用: 科研、工程、军用、农业旅游等民用
-
第二章GNSS定位的时空基准
教学目的与要求：
在已学《大地测量学基础》、《空间大地测量学》的基础上，以卫星定位系统所涉及的几种坐标系和时间系统进行分类：
1．熟练掌握：坐标系统的分类和时间系统；UTC、IAT和GPST的含义及相互关系。
2．掌握：各种坐标系统的表达及转换。
3．理解：不同大地坐标系统的表达及相互转换
4．了解：时间框架的建立和维持；大地测量基准及其转换，长时间计时方法及程序实现。
教学重点与难点：
重点：不同空间坐标系之间的转化、变换；不同时间系统之间的变换。
难点：GPS涉及的长时间计时方法：GPS周、年积日、儒略日等与公历之间互换程序实现。 -
●2.1天球坐标系统
1. 坐标系统的类型、岁差、章动等概念
2. 地心空固坐标系ECSF、协议空固坐标系 -
●2.2地球坐标系
1. 大地坐标系统的类型、极移等概念
2. 地心地固坐标系ECEF、协议地固坐标系
3. 大地测量基准 -
●2.3时间系统
1. 时间的两个含义、历元
2. 世界时、原子时、力学时
3. UTC、TAI、GPST之间的转换 -
●2.4连续纪时方法
GPS中涉及的一些长时间计时方法：
1. GPS周
2. 年积日
3. 儒略日
-
第三章卫星定轨理论、GPS卫星信号与星历
教学目的与要求：
1．熟练掌握：GNSS卫星信号和星历。
2．掌握：卫星空间位置坐标计算。
3．理解：卫星的受摄和无摄运动。
4．了解：PRN,信号的调制与解调。
教学重点与难点：
重点：卫星测距码、载波信号的波长、频率；导航电文内容、广播星历的16参数。
难点：如何用广播星历计算卫星位置；用精密星历插值卫星位置及其程序实现。 -
●3.1卫星运动基础知识：开普勒三大定律
1. 开普勒三大定律、确定卫星位置的开普勒六参数
2. 卫星的无摄运动、受摄运动，卫星受到的中心力、非中心力 -
●3.2无摄运动下卫星坐标计算
1. 无摄运动下（二体问题）
2. 无摄运动下卫星位置的计算 -
●3.3受摄运动下广播星历求出卫星坐标计算
1. 受摄运动下，广播星历的16参数
2. 广播星历下卫星位置计算方法 -
●3.4精密星历的插值方法
1. 精密星历
2. 精密星历插值方法
3. 根据精密星历计算卫星位置 -
●3.5GPS卫星信号分类
1. 测距码与载波、PRN码
2. 导航电文的结构
3. 导航电文的内容：第一数据块、第二数据块、第三数据块
-
第四章GPS误差源
教学目的与要求：
1．熟练掌握：卫星钟差、电离层折射误差、对流层折射误差、多路径延迟等改正方法。
2．理解：卫星星历误差、相对论效应、其他误差的改正方法。
3．了解：GPS定位的误差源分类。
教学重点与难点：
重点：电离层折射误差、对流层折射误差的改正方法。
难点：电离层折射的双频改正公式推导及其数学模型改正方法。 -
●4.1概述：误差性质分类与措施
1、 GNSS观测量的误差来源分类：与卫星有关的误差来源及其影响，与信号传播有关的误差来源及其影响，与用户接收机有关的误差来源及其影响；
2、 按照误差性质对各项误差分类及其改正措施 -
●4.2与卫星有关的误差
1、 相对论效应
2、 卫星钟差
3、 卫星星历误差 -
●4.3电离层延迟
1. 大气层分层
2. 电离层成分
3. 电离层延迟改正方法
4. 双频改正的公式推导 -
●4.4对流层延迟
1. 大气层分层
2. 对流层成分
3. 对流层延迟改正方法
4. 对流测延迟改正数模分类 -
●4.5与接收机有关误差
1、 观测误差
2、 接收机安置误差
4、 其他误差改正：地球自转改正等
-
第五章GPS距离测量与定位方法
教学目的与要求：
1．熟练掌握：GNSS定位方法，包括单点定位、相对定位，测码伪距、测相伪距的静态定位、动态定位。
2．掌握：相位观测量线性组合的模型和特点
3．理解：整周模糊度的解算和周跳的探测修复；宽巷、窄巷、去电离层组合观测值。
4．了解：差分GPS、NETWORK RTK、CORS的发展及其应用。
教学重点与难点：
重点：测码伪距、测相伪距观测方程及其线性化过程；观测量线性组合推导。
难点：不同定位方法的数学模型、定位模式及特点；整周模糊度的解算；周跳的探测修复方法。 -
●5.1测码伪距观测方程
1. 测码伪距观测方程
2. 线性化过程 -
●5.2测相伪距观测方程
1. 载波相位观测量的含义：初始整周模糊度、周跳
2. 测相伪距观测方程
3. 线性化过程 -
●5.3同一频率的线性组合
1. 单差、双差、三差观测值含义
2. 数学模型及其特点
3. 应用 -
●5.4其他线性组合
1、 同类型不同频率组合： 宽巷、窄巷、去电离层组合
2、 不用同类型不同频率组合：去几何关系组合， M-W组合
3、 应用 -
●5.5单点定位
1、 SPP的几种作业方式及其应用；
2、 DOP的含义及公式表达
3、 PPP
-
●5.6相对定位
1、 静态相对定位几种工作模式
2、 静态相对定位公式推导 -
●5.7周跳的探测与修复
1. 周跳的含义
2. 周跳探测与修复方法 -
●5.8整周模糊度的确定
1. 整周模糊度含义
2. 整周模糊度的解算过程
3. 整周模糊度的几种确定方法 -
●5.9定位新技术发展
1. GNSS技术的发展
2. 网络RTK定义及其几种常用方法
3. CORS定义及其发展
4. 差分GPS：单基准站差分GPS、LADGPS; WADGPS; LAAD; WAAS
-
第六章GPS测量的技术设计及其外业实施
教学目的与要求：
1．熟练掌握：GNSS网设计的基准设计、图形设计、特征条件计算方法，外业观测记录的填写。
2．掌握：GNSS网设计的依据、步骤和观测计划调度表的拟定
3．了解：GPS测量的外业观测过程。
4．运用技术设计方法、结合实验，理解并尝试进行技术设计报告与技术总结报告的撰写。
教学重点与难点：
重点：GNSS定位的技术设计中的外业成果质量检核、特征条件计算方法、观测调度计划表拟定。
难点：GNSS定位的技术设计中的图形设计最优化。 -
●6.1GPS网的测前准备
1. GPS网建立过程：设计准备，测量实施、数据处理
2. 搜集的资料 -
●6.2 GPS网的技术设计
1. 技术设计的依据
2. GNSS网的精度和密度设计
3. GNSS网的基准设计
4. GNSS测量中的图形设计
5. GNSS网的特征条件
6. GNSS网的设计指标 -
●6.3外业实施
1. 选点与埋石
2. GPS接收机的选用及仪器检验
3. 数据采集
4. 观测成果的外业检核 -
●6.4外业数据检核及设计书编写
1. 观测成果的外业检核
2. 技术设计报告与技术总结报告的内容
3. 成果验收和上交资料
-
第七章GPS数据处理
教学目的与要求：
1.熟练掌握：GPS测量的观测数据处理过程。
2.掌握：GPS测量的数据格式；一种GPS数据处理软件操作过程。
3.理解：基线处理、网平差公式推导、GPS高程测量方法。
4.了解：GPS测量内业过程和数据处理软件分类特点。
教学重点与难点：
重点：GPS测量的观测数据处理过程及其操作。
难点：基线处理、网平差公式推导。 -
●7.1数据格式
1. GPS测量的数据格式：本机格式、RINEX、SP3
2. 观测文件、导航文件的格式内容 -
●7.2软件介绍
1. GPS测量内业过程
2. 数据处理软件分类及其特点 -
●7.3基线解算
1. GNSS基线解算模式
2. 观测数据预处理过程及结果
3. 质量控制 -
●7.4网平差
1. GNSS网平差的类型
2. 网平差的流程
3. 质量控制 -
●7.5GPS高程
1. 高程系统及其关系
2. GPS水准方法