《GPS原理及其應(yīng)用》課程教學(xué)大綱

1、GPS原理及其應(yīng)用課程教學(xué)大綱課程代碼：0800335課程負(fù)責(zé)人：李征航課程中文名稱：GPS原理及其應(yīng)用課程英文名稱：The Principle and Application of GPS課程類別：必修課程學(xué)分?jǐn)?shù)：2.5課程學(xué)時(shí)數(shù)：45授課對象：測繪工程專業(yè)本課程的前導(dǎo)課程：大地測量學(xué)基礎(chǔ)、衛(wèi)星軌道基礎(chǔ)、空間大地測量學(xué)一、教學(xué)目的：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解和掌握全球定位系統(tǒng)的組成；GPS定位的原理和方法；GPS在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域的工作或進(jìn)一步深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、教學(xué)要求：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解全球定位系統(tǒng)的產(chǎn)生、發(fā)展及前景；了解GPS定位中所涉及的時(shí)間系統(tǒng)和

2、坐標(biāo)系統(tǒng)的基本知識；掌握全球定位系統(tǒng)的組成和信號結(jié)構(gòu)；掌握利用測距碼和載波相位測量的方法來測定衛(wèi)地距，進(jìn)而進(jìn)行導(dǎo)航和定位的原理、方法和數(shù)學(xué)模型；了解、掌握影響GPS測量的各種誤差源以及消除、消弱其影響的方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。三、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配：第1章 緒論1.1 全球定位系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展1.2 美國政府的GPS政策1.3 其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的概況重點(diǎn)：子午衛(wèi)星系統(tǒng)的局限性；美國政府的GPS政策；GLONASS、伽利略系統(tǒng)和我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的概況和特點(diǎn)。第2章 GPS測量中所涉及的時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)2.1 有關(guān)時(shí)間系和坐標(biāo)系的基本概念2.2 GPS時(shí)2.3 WGS84和IT

3、RF第3章 全球定位系統(tǒng)的組成及信號結(jié)構(gòu)3.1 全球定位系統(tǒng)的組成3.2 載波與測距碼3.3 導(dǎo)航電文3.4 衛(wèi)星信號調(diào)制3.5 GPS衛(wèi)星位置的計(jì)算重點(diǎn)：全球定位系統(tǒng)的組成及各部分的主要功能；載波與測距碼（偽隨機(jī)碼的生成及特點(diǎn)：C/A碼、P碼、Y碼、L2C碼、L5Q碼和L5I碼）；導(dǎo)航電文（NAV和CNAV的結(jié)構(gòu)及主要的參數(shù)），衛(wèi)星信號調(diào)制；GPS衛(wèi)星位置的計(jì)算。其中測距碼和導(dǎo)航電文應(yīng)通過習(xí)題課和練習(xí)加深理解。第4章 GPS定位中的誤差源4.1 概述4.2 相對論效應(yīng)4.3 鐘誤差4.4 衛(wèi)星星歷誤差4.5 電離層延遲4.6 對流層延遲4.7 多路徑誤差4.8 其他誤差改正重點(diǎn)：誤差分類及消

4、除、消弱各種誤差影響的方法；上述各種誤差的特點(diǎn)及改正方法，衛(wèi)星內(nèi)部時(shí)延差對衛(wèi)星鐘改正及電離層延遲改正的影響。第5章 距離測量與定位方法5.1 利用測距碼測定衛(wèi)地距5.2 載波相位測量5.3 單差、雙差、三差觀測值5.4 其他一些常用的線性組合觀測值5.5 周跳的探測及修復(fù)5.6 整周模糊度的確定5.7 單點(diǎn)定位5.8 相對定位5.9 網(wǎng)絡(luò)RTK及連續(xù)運(yùn)行參考系統(tǒng)CORS5.10 差分GPS重點(diǎn)：利用測距碼測定偽距的方法、優(yōu)點(diǎn)和觀測方程；重建載波和載波相位測量的原理，載波相位測量的實(shí)際觀測值和觀測方程；觀測值的線性組合（單差、雙差、三差、寬巷觀測值、無電離層延遲觀測值等）；產(chǎn)生周跳的原因，周跳的

5、探測及修復(fù)方法；整周模糊度及確定方法；單點(diǎn)定位（含PPP）的數(shù)學(xué)模型、特點(diǎn)及應(yīng)用；相對定位的數(shù)學(xué)模型、特點(diǎn)及應(yīng)用；網(wǎng)絡(luò)RTK及CORS；差分GPS。第6章 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用6.1 GPS在測量領(lǐng)域中的應(yīng)用6.2 GPS在軍事中的應(yīng)用6.3 GPS在交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用6.4 GPS在大氣科學(xué)中的應(yīng)用6.5 GPS在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用重點(diǎn)：了解GPS在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用狀況。課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配內(nèi) 容學(xué) 時(shí)第1章 緒論4第2章 GPS測量中所涉及的時(shí)間系統(tǒng)和坐標(biāo)系統(tǒng)4第3章 全球定位系統(tǒng)的組成及信號結(jié)構(gòu)8第4章 GPS定位中的誤差源12第5章 距離測量與定位方法14第6章 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用3四、教材

6、與參考書教材：GPS測量與數(shù)據(jù)處理，第二版，武漢大學(xué)出版社. 李征航，黃勁松. 2010.10。參考書：GPS衛(wèi)星測量原理與應(yīng)用，第二版，測繪出版社，周忠謨，易杰軍，周琪，2002年；全球定位系統(tǒng)（GPS）的原理與數(shù)據(jù)處理，第一版，同濟(jì)大學(xué)出版社，劉大杰，施一民，過靜君， 1996年；全球定位系統(tǒng)（GPS）原理與應(yīng)用，第一版，中國地質(zhì)大學(xué)出版社，胡友健，羅昀，曾云，2003年；GPS原理及應(yīng)用，第一版，科學(xué)出版社， 李天文，2003年；GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法，第一版，科學(xué)出版社，劉基余， 2003年；GPS測量原理及應(yīng)用，第一版，科學(xué)出版社， 張勤，李家權(quán)等， 2005年；GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與