GPS观测数据处理与应用

GPS观测数据处理与应用
出版时间：2012年版
内容简介
　　《GPS观测数据处理与应用》介绍了作者兰孝奇、黄张裕、李森、段兵兵多年来在GPS观测数据处理及应用方面的研究成果。书中重点阐述了大坝GPS三维变形监测网的数据处理方法、模型及应用，以及GPS数据与地面监测网观测数据联合平差的数学模型、GPS精密地壳变形监测的数据处理模型的研究及应用；论述了应用GPS研究电离层内部特性的相关内容，主要包括区域格网模型的建立，以及利用电离层层析成像技术对区域电离层电子密度分布进行的层析研究；介绍了非差模式的精密单点定位的数学模型及方法；探讨了伪距差分和相位差分定位模型。《GPS观测数据处理与应用》可作为高等院校测绘工程专业高年级本科生和研究生的参考书，也可供该领域专业技术人员参考。
目录
前言
第1章 绪论
1.1 概述
1.1.1 GPS的起源
1.1.2 GPS的组成
1.2 GPS的应用
1.3 GPS的现代化
第2章 坐标与时间系统
2.1 坐标系统
2.1.1 地心惯性坐标系
2.1.2 地心地固坐标系
2.1.3 1984世界大地坐标系
2.1.4 国际地球参考框架
2.1.5 中国常用坐标系
2.1.6 GPS涉及的坐标系
2.1.7 坐标转换
2.2 时间系统
2.2.1 恒星时和太阳时
2.2.2 历书时
2.2.3 原子时
2.2.4 相对论框架下的时间系统
2.2.5 时间历元
第3章 GPS定位的基本数学模型
3.1 GPS卫星定位原理概述
3.1.1 GPS观测量
3.1.2 卫星轨道位置计算
3.2 IGS服务机构及其产品
3.2.1 IGS轨道钟差联合产品
3.2.2 IGS轨道产品精度分析
3.3 精密轨道的插值方法
3.3.1 广义延拓插值
3.3.2 切比雪夫多项式拟合
3.3.3 算例及计算结果分析
3.4 GPS伪距单点定位
3.4.1 伪距定位原理
3.4.2 伪距定位算法
3.5 GPS载波相位观测值的周跳探测
第4章 GPS差分定位技术与方法
4.1 GPS差分定位概述
4.1.1 引言
4.1.2 GPS差分定位改正
4.2 GPS伪距差分定位
4.2.1 GPS伪距差分定位的数学模型
4.2.2 GPS相位平滑伪距差分定位的数学模型
4.2.3 精度评定
4.2.4 算例分析
4.3 GPS相位差分定位
4.3.1 GPS相位差分定位的数学模型
4.3.2 双差载波相位观测的统计模型
4.4 整周模糊度空间搜索方法研究
4.4.1 模糊度整数最小二乘搜索
4.4.2 改进的模糊度搜索算法
4.4.3 计算分析
4.4.4 结论
4.5 GPS周模糊度解算方法研究
4.5.1 模糊度去相关算法
4.5.2 改进的白化滤波去相关算法
4.5.3 数值模拟分析
4.5.4 结论
4.6 城市GPS地面控制网施测技术
4.6.1 城市既有地面控制点现状
4.6.2 GPS控制网网形优化分析
4.6.3 地面起算控制点联测分析
4.6.4 GPS控制网外业测量
4.6.5 地面起算基准选取及兼容性分析
4.6.6 GPS观测数据后处理
第5章 GPS精密单点定位模型
5.1 GPS精密单点定位概述
5.2 观测方程的线性组合
5.3 GPS精密单点定位数学模型
5.3.1 双频消电离层组合模型
5.3.2 观测方程线性化
5.4 基本误差改正项
5.4.1 卫星星历和钟误差
5.4.2 电离层延迟
5.4.3 对流层延迟
5.4.4 多路径效应
5.4.5 相对论效应
5.4.6 地球自转改正
5.5 特别考虑的误差改正项
5.5.1 接收机天线高及相位中心改正
5.5.2 卫星天线相位中心改正
5.5.3 天线相位缠绕改正
5.5.4 固体潮
5.5.5 大洋负荷及地球旋转参数
5.6 数据处理
5.6.1 平滑伪距
5.6.2 TEQC质量检测
5.7 程序设计及计算结果
5.7.1 程序设计
5.7.2 数据准备
5.7.3 模糊度收敛分析
5.7.4 定位精度分析
第6章 GPS大坝三维变形监测网的数据处理
6.1 提高GPS大坝变形监测网观测精度的措施
6.2 基于站心地平坐标系的GPS三维变形监测网数据处理模型
6.2.1 坐标参考系统
6.2.2 GPS变形监测网拟稳平差的数学模型
6.3 基于聚类分析的方法确定拟稳点相对稳定性
6.3.1 模糊数学基本概念
6.3.2 聚类分析的方法确定拟稳点相对稳定性的数学模型
6.4 粗差定位与可靠性指标
6.4.1 粗差定位——标准余差法
6.4.2 可靠性指标
6.5 精度评定
6.6 位移显著性检验
6.6.1 平均间隙法
6.6.2 t检验法
6.7 GPS大坝三维变形监测网平差软件系统的开发
6.8 GPS大坝变形监测网观测数据处理与结果分析
6.8.1 拟稳点的稳定性检验
6.8.2 精度指标
6.8.3 可靠性指标
6.8.4 粗差检验结果
6.8.5 点位位移显著性检验
6.8.6 结论
6.9 GPS与地面测量数据三维大坝变形监测网联合平差数学模型的研究
6.9.1 误差方程
6.9.2 各类观测值权的确定
第7章 GPS精密地壳变形监测数据处理模型及结果分析
7.1 概述
7.2 精密GPS定位定轨软件GAMIT
7.2.1 数据准备部分
7.2.2 数据处理流程
7.3 GPS精密地壳形变监测数据处理的综合解算模型的研究
7.3.1 法方程重构综合解算模型
7.3.2 基线向量的综合解算模型
7.4 测段解算结果的精度评定
7.4.1 坐标结果的评价
7.4.2 基线结果的评价
7.5 GAMIT后处理软件的研究和开发
7.6 GPS精密地壳变形监测数据处理
7.6.1 地壳运动网络工程观测数据和基线单天解
7.6.2 各测段解算结果的综合解
7.6.3 地壳变形监测网的综合解——测站漂移速度及运动分析
7.7 某市GPS地壳变形监测试验网数据处理及精度分析
7.7.1 基线向量单天解的重复率
7.7.2 监测点坐标单天解的重复率
第8章 GPS的区域电离层延迟改正
8.1 概述
8.2 电离层对GPS信号传播的影响
8.2.1 电磁波在电离层中的传播特性
8.2.2 GPS的电离层延迟误差
8.3 电离层单层模型及GPS／VTEC观测方程
8.3.1 电离层单层模型
8.3.2 穿刺点、星下点位置的计算
8.3.3 GPS／VTEC观测方程
8.4 GPS信号电离层延迟函数模型
8.4.1 Klobuchar模型
8.4.2 IRI模型
8.5 GPS信号电离层延迟格网模型
8.5.1 建立格网电离层模型的基本步骤
8.5.2 格网电离层模型值的确定
8.5.3 格网模型穿刺点电离层延迟值的确定
8.6 区域格网电离层模型的实现
8.6.1 江苏省格网电离层模型的建立
8.6.2 江苏省格网电离层模型的计算
8.7 总结
第9章 地基GPS的电离层层析成像
9.1 概述
9.2 电离层的基本特性及其异常现象
9.3 地基GPS的CIT原理与算法
9.3.1 几何构形
9.3.2 三维平行束投影定理的建立
9.3.3 三维原函数重建公式
9.4 利用GPS获取TEC的原理
9.4.1 电离层对GPS两种观测量的影响
9.4.2 利用差分技术测量TEC
9.4.3 高精度TEC的获取
9.5 利用GPS实测数据进行CIT重建
9.5.1 江苏地区层析格网模型的建立
9.5.2 江苏地区CIT结果计算
9.6 总结
主要参考文献