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Principle and Application of GPS Positioning）

适用专业：测绘工程课程类别：核心

课程编号：1701007120开课学期：6

学时：40学分：2.5

1课程的性质、目的及任务

本课程是测绘工程专业的专业主干课程。通过本课程的学习，了解GNSS系统的组成，掌握GPS现代定位技术的基本原理、采用GPS技术建立测绘控制网的理论与方法，学习GPS现代定位技术的作业方案设计、计划编制及观测基本技能。在掌握GPS数据处理理论与方法的基础上，能熟练掌握随机数据处理软件的基本操作步骤。

通过本课程的学习，使得学生能够利用GPS现代定位技术完成区域测绘、地籍与房地产测绘及其它工程测量的任务，同时了解GNSS系统进展及其在导航等其它领域的应用。

2与其他课程的关系

卫星导航与定位技术是以大地测量学、误差理论与测量平差、高等数学、物理学、电工学、计算机等课程为基础的课程。在GPS定位原理中涉及到人卫轨道理论、无线电载波信号的调制、相位测量、天线与电磁波传播、大地测量等理论知识；在GPS定位测量数据处理中，需采用计算机进行数据处理，数据处理方法涉及到测量误差理论、计算方法、计算机系统操作等知识。

在学习本课程前，应先修《数字测图原理与方法》、《误差理论与测量平差基础》、《大地测量学》等专业课程。

3课程的基本要求

1）了解GNSS系统发展现状及其应用领域；

2）掌握GNSS系统的组成和基本原理；

3）掌握GNSS网的设计与外业数据采集方法；

4）熟练使用随机软件进行观测数据处理与分析；

5）掌握坐标系和高程系统转换的基本原理与方法。

4教学内容及课时分配

章节和内容摘要

讲课时数

实验时数

课外作业及测验题目

备注

第1章绪论

1.1GPS定位技术的兴起及其特点

1.2GPS系统的组成

1.3其他导航定位系统

1.4GNSS技术的应用

第2章GPS测量的坐标系统与时间系统

2-1协议天球坐标系

2-2协议地球坐标系

2-3WGS-84坐标系和我国的大地坐标系

2-4时间系统

2-5北斗坐标系统和时间系统

第3章卫星运动基本知识及其坐标计算

3-1概述

3-2卫星的无摄运动

3-3卫星的受摄运动

3-4GPS卫星的星历

3-5GPS卫星坐标的计算

3-6北斗卫星坐标的计算

第四章GNSS定位基本原理

4.1GNSS定位的方法与基本观测量

4.2GNSS定位的基本观测方程

4.3载波相位差分观测方程

4.4GNSS伪距绝对定位

4.5GNSS载波相位相对定位

4.6GNSS事后伪距差分定位

第5章GNSS测量的误差来源

5-1与卫星有关的误差

5-2与传播路径有关的误差

5-3与接收设备有关的误差

5-4其他误差

第6章GNSS测量的实施

6-1GNSS网的优化设计

6-2选点与建立标志

6-3GNSS测量的观测工作

6-4GNSS测量的作业模式

6-5CORS技术简介

第7章GNSS数据处理简介

7-1观测成果的外业检核

7-2GNSS网平差方法简介

7-3坐标系统转换

7-4高程系统转换

按《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》布置

多媒体教学；2学时实验课在室外进行。

5教材与参考书目

教材:徐绍铨,张华海,杨志强,王泽民.GPS测量原理及其应用（第三版）.武汉大学出版社,2008.

参考教材：

[1]余学祥,王坚,刘绍堂,吕伟才,柯福阳,刘辉,赵兴旺.GPS测量与数据处理[M] (高等教育“十二五”规划教材).徐州:中国矿业大学出版社,2013.10

[2]余学祥,董斌,高伟,吕伟才,陶庭叶,刘辉,胡洪,柯福阳.《卫星导航定位原理及应用》习题集与实验指导书[M] (安徽省高等教育“十二五”规划教材,高等教育“十二五”规划教材).徐州:中国矿业大学出版社,2015.09

[3]余学祥,吕伟才,柯福阳,王磊,赵兴旺,刘超,王胜利,张翠英.煤矿开采沉陷自动化监测系统[M].北京：测绘出版社,2014.11

[4]余学祥,徐绍铨,吕伟才.GPS变形监测数据处理自动化——似单差法的理论与方法.徐州：中国矿业大学出版社,2004.10.

[5]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.全球定位系统(GPS)测量规范[S] (GB/T 18314-2009).北京：中国标准出版社,2009.05

[6]北斗卫星导航系统管理办公室.北斗卫星导航术语[S]( BD 110001—2015). 2015.10

[7] Chris R.Principles and Practice of GPS Surveying.SNAP-UNSW,1999.

[8] Alfred Leick.GPS satellite surveying (third edition). John Wiley& sons,Inc.2004

6考核方式

考试（笔试）：70%，平时成绩：30%。