《GPS原理及其应用》课程教学大纲

1、GPS原理及其应用课程教学大纲课程代码：0800335课程负责人：李征航课程中文名称：GPS原理及其应用课程英文名称：The Principle and Application of GPS课程类别：必修课程学分数：2.5课程学时数：45授课对象：测绘工程专业本课程的前导课程：大地测量学基础、卫星轨道基础、空间大地测量学一、教学目的：通过本课程的学习，使学生了解和掌握全球定位系统的组成；GPS定位的原理和方法；GPS在各个领域中的应用，为将来从事相关领域的工作或进一步深造打下坚实的基础。二、教学要求：通过本课程的学习，使学生了解全球定位系统的产生、发展及前景；了解GPS定位中所涉及的时间系统和

2、坐标系统的基本知识；掌握全球定位系统的组成和信号结构；掌握利用测距码和载波相位测量的方法来测定卫地距，进而进行导航和定位的原理、方法和数学模型；了解、掌握影响GPS测量的各种误差源以及消除、消弱其影响的方法，为学习后续课程打下基础。三、课程内容与学时分配：第1章 绪论1.1 全球定位系统的产生与发展1.2 美国政府的GPS政策1.3 其他卫星导航定位系统的概况重点：子午卫星系统的局限性；美国政府的GPS政策；GLONASS、伽利略系统和我国北斗卫星导航定位系统的概况和特点。第2章 GPS测量中所涉及的时间系统和坐标系统2.1 有关时间系和坐标系的基本概念2.2 GPS时2.3 WGS84和IT

3、RF第3章 全球定位系统的组成及信号结构3.1 全球定位系统的组成3.2 载波与测距码3.3 导航电文3.4 卫星信号调制3.5 GPS卫星位置的计算重点：全球定位系统的组成及各部分的主要功能；载波与测距码（伪随机码的生成及特点：C/A码、P码、Y码、L2C码、L5Q码和L5I码）；导航电文（NAV和CNAV的结构及主要的参数），卫星信号调制；GPS卫星位置的计算。其中测距码和导航电文应通过习题课和练习加深理解。第4章 GPS定位中的误差源4.1 概述4.2 相对论效应4.3 钟误差4.4 卫星星历误差4.5 电离层延迟4.6 对流层延迟4.7 多路径误差4.8 其他误差改正重点：误差分类及消

4、除、消弱各种误差影响的方法；上述各种误差的特点及改正方法，卫星内部时延差对卫星钟改正及电离层延迟改正的影响。第5章 距离测量与定位方法5.1 利用测距码测定卫地距5.2 载波相位测量5.3 单差、双差、三差观测值5.4 其他一些常用的线性组合观测值5.5 周跳的探测及修复5.6 整周模糊度的确定5.7 单点定位5.8 相对定位5.9 网络RTK及连续运行参考系统CORS5.10 差分GPS重点：利用测距码测定伪距的方法、优点和观测方程；重建载波和载波相位测量的原理，载波相位测量的实际观测值和观测方程；观测值的线性组合（单差、双差、三差、宽巷观测值、无电离层延迟观测值等）；产生周跳的原因，周跳的

5、探测及修复方法；整周模糊度及确定方法；单点定位（含PPP）的数学模型、特点及应用；相对定位的数学模型、特点及应用；网络RTK及CORS；差分GPS。第6章 全球定位系统的应用6.1 GPS在测量领域中的应用6.2 GPS在军事中的应用6.3 GPS在交通运输业中的应用6.4 GPS在大气科学中的应用6.5 GPS在其他领域中的应用重点：了解GPS在各个领域中的应用状况。课程内容与学时分配内 容学 时第1章 绪论4第2章 GPS测量中所涉及的时间系统和坐标系统4第3章 全球定位系统的组成及信号结构8第4章 GPS定位中的误差源12第5章 距离测量与定位方法14第6章 全球定位系统的应用3四、教材

6、与参考书教材：GPS测量与数据处理，第二版，武汉大学出版社. 李征航，黄劲松. 2010.10。参考书：GPS卫星测量原理与应用，第二版，测绘出版社，周忠谟，易杰军，周琪，2002年；全球定位系统（GPS）的原理与数据处理，第一版，同济大学出版社，刘大杰，施一民，过静君， 1996年；全球定位系统（GPS）原理与应用，第一版，中国地质大学出版社，胡友健，罗昀，曾云，2003年；GPS原理及应用，第一版，科学出版社， 李天文，2003年；GPS卫星导航定位原理与方法，第一版，科学出版社，刘基余， 2003年；GPS测量原理及应用，第一版，科学出版社， 张勤，李家权等， 2005年；GPS卫星导航定位技术与