《GNSS原理与应用I》教学大纲

1、GNSS原理与应用I The Principle and Application of GNSS I一、课程基本情况课程类别：专业主干课课程学分：3学分课程总学时：48 学时，其中讲课： 40学时，实验（含上机）：8 学时，课外 0 学时课程性质：必修开课学期：第5学期先修课程：测量学、误差理论与测量平差适用专业： 测绘工程教 材：李征航、黄劲松，GPS测量与数据处理，武汉大学出版社，2005。开课单位：地理与遥感学院 测绘工程系二、课程性质、教学目标和任务该课程属于测绘工程专业主干课程。通过本课程的理论学习及实践教学，使学生掌握GNSS导航定位的基本原理、作业模式和操作方法，为学生毕业后参加

2、生产作业和科学研究打下坚实基础。本课程主要介绍全球定位系统GNSS产生和发展的过程；GNSS系统的组成和卫星信号结构；GNSS定位中的主要误差源以及消除削弱各种误差影响的方法和措施；测定卫星到接收机间的距离的方法，GNSS定位的原理和各种定位模式。该课程重点为GNSS信号的组成、调制与解调；GNSS伪距法定位与载波相位测量的基本原理、整周模糊度以及整周跳变的解决方法、载波相位测量观测值的线性组合；GNSS定位过程中所受到的误差来源以及减弱或消除误差的措施；GNSS控制测量的设计与实施等。三、教学内容和要求第1章 绪论（2学时）（1）了解其他卫星导航定位系统的概况；（2）理解主动式定位和被动式定

3、位；（3）掌握GNSS系统组成；重点：GNSS的三大组成部分；难点：GNSS的应用第2章 坐标系统和时间系统（3学时）（1）了解时间系统； （2）理解岁差章动极移等基本概念； （3）掌握WGS-84坐标系和我国大地坐标系；重点：天球坐标和地球坐标系；难点：岁差、章动等概念第3章 卫星运动基础及GNSS卫星星历（3学时）（1）了解GNSS卫星的无摄运动；（2）理解GNSS卫星的星历；（3）掌握GNSS卫星的无摄运动；重点：卫星星历难点：轨道摄动改正参数第4章 GNSS卫星的导航电文和卫星信号（4学时）（1）了解GNSS卫星的导航电文；（2）理解GNSS卫星信号的构成；（3）掌握GNSS卫星播发的

4、信号；重点：卫星信号组成难点：卫星信号调制解调第5章 GNSS卫星定位基本原理（10学时）5.1定位的分类及伪距法定位（2学时）（1）了解定位的三种分类方法；（2）理解伪距定位基本原理； （3）掌握伪距法定位的观测方程；重点：伪距法定位原理难点：伪距法定位的观测方程5.2载波相位定位原理（2学时）（1）了解载波相位定位基本原理；（2）理解载波相位定位的观测值； （3）掌握载波相位定位观测方程；重点：载波相位测量原理难点：载波相位定位观测方程；5.3 整周模糊度、整周跳变的解决方法（2学时）（1）了解周跳、整周模糊度的基本概念；（2）理解整周跳变的修复原理、整周模糊度计算的基本方法； （3）掌握

5、整周模糊度的解决措施；重点：周跳、整周模糊度的基本概念难点：整周跳变的修复原理、整周模糊度计算的基本方法；5.4 载波相位观测值的线性组合（4学时）（1）了解必要观测值、多余观测值；（2）理解三种求差法； （3）掌握求差法的作用；重点：三种求差法难点：求差法可消除或减弱的误差第6章 GNSS卫星导航（2学时）（1）了解GNSS/INS组合导航系统；（2）理解GNSS测时；（3）掌握GNSS接收机的载体速度测量；重点：测速原理难点：测姿原理第7章 GNSS卫星定位的误差来源及其影响（6学时）7.1与信号传播有关的误差（2学时）（1）了解误差的分类；（2）理解电离层延迟，对流层延迟、多路径误差；（

6、3）掌握与信号传播有关的误差减弱措施；重点：误差的来源难点：误差减弱或消除的基本方法7.2 与卫星有关的误差（2学时）（1）了解与卫星有关的误差的分类；（2）理解卫星钟误差、卫星星历误差；（3）掌握误差减弱措施；重点：误差的概念难点：误差减弱或消除的基本方法7.3 其他误差（2学时）（1）了解其他误差的概念；（2）理解接收机钟误差、天线相位中心误差等；（3）掌握误差减弱措施；重点：误差的概念难点：误差减弱或消除的基本方法第8章 GNSS测量的设计与实施（4学时）（1）了解选点与埋石，GPS接收机的选用及仪器检验，数据采集；（2）理解GNSS网的特征条件；（3）掌握GNSS网的精度和密度设计；重

7、点：GNSS网形设计难点：几个设计参数的计算第9章 GNSS控制网的数据处理（4学时）9.1基线解算（2学时）（1）了解基线解算的概念；（2）理解基线解算的过程；（3）掌握基线解算原理；重点：基线解算的三个阶段难点：基线解算的原理9.2网平差（2学时）（1）了解网平差的流程；（2）理解网平差的类型及作用；（3）掌握网平差的数据处理步骤及参数设置原则重点：数据处理流程难点：处理过程的参数设置第10章 GNSS高程测量（2课时）（1）了解GNSS高程测量的原理；（2）理解大地高与正高、正常高的联系；（3）掌握GNSS高程测量常见方法；重点：大地高与正高、正常高的联系以及GNSS高程测量的基本原理难

8、点：GNSS高程测量方法四、课程考核 （1）作业等：作业：3 次，课程论文： 2 篇； （2）考核方式：闭卷考试 （3）总评成绩计算方式：平时成绩10%、实验成绩10%、期中考试成绩20%、期末考试成绩60%等综合计算五、参考书目 1、刘基余、李征航、王跃虎、桑吉章编著，全球定位系统原理及其应用，测绘出版社，1993。2、刘基余编著，GPS卫星导航定位原理与方法，科学出版社，2003。3、李征航、黄劲松编著，GPS测量与数据处理，武汉大学出版社，2005。GNSS原理与应用实验I Practice on the Principle and Application of GNSS I一、课程基本

9、情况 课程总学时：48实验总学时： 8 学分：3开课学期：第5学期课程性质：必修 对应理论课程：GNSS原理与应用适用专业： 测绘工程教 材：自编讲义开课单位：地理与遥感学院 测绘工程系二、实验课程的教学目标和任务 该实验课程属于测绘工程专业主干课GNSS原理及其应用课程所开设的8个实验课，包含6个课时的实习和2个课时的上机。实习课程采用数字测绘教学示范中心的GNSS接收机，在校园实习基地进行，主要任务包含认识GNSS接收机的组成，学习操作方法，掌握静态定位的基本原理；认识GNSS RTK接收机的组成，学习操作方法；认识GNSS CORS接收机的组成，学习操作方法；学习商用GNSS数据处理方法

10、。通过实验课程，使学生掌握各种类型接收机的使用方法和操作步骤，提高学生的动手能力，为以后的生产和科研打下基础。三、实验课程的内容和要求序号项目名称所需学时内 容 提 要项目要求实验类型必开选开实验一GNSS静态接收机认识实习2认识GNSS接收机的组成，学习操作方法，掌握静态定位的基本原理综合实验二GNSS RTK接收机认识实习2认识GNSS RTK接收机的组成，学习操作方法 综合实验三GNSSRTK测量2划定实验区进行实地RTK测量综合实验四GNSS CORS接收机认识实习2认识GNSS CORS接收机的组成，学习操作方法综合实验五GNSS CORS测量2划定实验区进行实地CORS测量综合实验六GNSS软件认识与操作2学习商用GNSS数据处理方法综合实验七GNSS数据处理2利用商用GNSS数据处理软件进行数