GPS精密定位定軌後處理

《GPS精密定位定軌後處理》是2008年測繪出版社出版的圖書，作者是姚宜斌。該書主要就高精度GPS定位定軌後處理所涉及的核心算法以及實現方法進行了系統研究。

基本介紹

• 書名：GPS精密定位定軌後處理
• 作者：姚宜斌
• ISBN：9787503018725
• 頁數：99
• 出版社：測繪出版社
• 出版時間：2008-8-1
• 裝幀：平裝
• 開本：16開
• 版次：1
• 字數：132000
• 印刷時間：2008-8-1
• 紙張：膠版紙
• 印次：1

內容簡介

主要解決利用單天解的軌道和基線處理結果進行多類參數（測站坐標參數、測站速度參數、地球自轉參數、定軌參數等）的聯合估計和軌道綜合問題。提出利用SINEX檔案作為GPS精密定位定軌後處理的主要輸入檔案，討論了SINEX檔案結構及其與法方程的相互轉換問題；提出直接以所涉及的測站坐標信息、地球自轉參數信息等為觀測量的基於坐標模式的廣義網平差模型；從隨機模型誤差和函式模型誤差兩個方面，對參數估計中先驗約束的影響進行了詳細的分析；以附加約束條件的間接平差模型為例，推導了附加額外約束條件對平差結果的影響，並以平差後的單位權中誤差減小為條件，分析了附加額外約束產生增益的條件；重點研究了基於坐標模式的測站坐標參數、測站速度參數、地球自轉參數的估計問題，並編制了相應的程式；採用軌道疊加的方法，對利用單天解軌道合成多天解軌道算法進行了詳細推導，並通過算例證明了軌道綜合對提高軌道產品精度的有效性。

該書可為從事大地測量，尤其是GPS數據處理相關的研究人員和大專院校相關專業的師生參考。

作者簡介

姚宜斌，1976年1月出生於湖北宜都，1993年考入武漢測繪科技大學工程測量系，2000年獲武漢測繪科技大學工學碩士學位，2004年獲武漢大學工學博士學位。2007年破格晉升為武漢大學教授。現任武漢大學教授，博士生導師。　主要從事測量數據處理理論、高精度GPS數據處理與分析方法、地殼形變與地球動力學解釋等研究。公開發表論文50餘篇，參編教材5部。主持國家“863計畫”、國家自然科學基金等科研項目10餘項，參加國家“973計畫”等縱、橫項科研項目30餘項。獲國家測繪科技進步一等獎2項，國家測繪科技進步二等獎1項、三等獎4項，省級科技進步二、三等獎若干項。獲湖北省優秀博士論文，王之卓創新人才一等獎，第11屆湖北省自然科學優秀學術論文二等獎等。代表成果有：基於等價方差一協方差的相關穩健最小二乘估計方法；中國地殼運動平面速度場模型、垂直速度場模型、背景場模型的建立；GFS精密定位定軌後處理。

圖書目錄

第1章 緒論

1.1 引言

1.2 GPS定位定軌後處理研究現狀

1.3 本書的主要研究內容

1.4 本章小節

第2章 基於坐標模式的廣義網平差模型

2.1 SINEX檔案格式及其向法方程的轉換

2.2 基於基線模式的GPS網平差模型

2.3 基於坐標模式的廣義網平差模型

2.4 基於坐標模式的廣義網平差參數估計

2.5 坐標模式下的廣義網平差原理

2.6 坐標模式下的粗差問題

2.7 坐標模式下的系統誤差問題

2.8 本章小結

第3章 參數估計中先驗約束的影響分析

3.1 附加先驗約束的參數估計模型

3.2 先驗約束不當對平差結果的影響

3.3 先驗約束的消除

3.4 附加額外約束條件對平差結果的影響

3.5 本章小結

第4章 基於坐標模式的廣義網平差的算法實現

4.1 多類參數聯合估計方法

4.2 參數預消除

4.3 參數轉換的原理及套用

4.4 參數的約束與基準的引入

4.5 待估參數的快速解算方法

4.6 本章小結

第5章 坐標參數、速度參數、地球自轉參數估計

5.1 測站坐標參數估計

5.2 測站速度參數估計模型

5.3 測站速度參數估計的若干問題

5.4 測站速度參數的周期性分析

5.5 地球自轉參數估計

5.6 本章小結

第6章 軌道綜合原理及其實現

6.1 衛星運動概述

6.2 軌道參數與軌道合成方案

6.3 連續單天解弧段合成多天解弧段

6.4 連續單天解弧段合成多天解弧段的算例分析

6.5 利用動力平滑的方法進行簡化的軌道合成

6.6 不同分析中心處理的多天解弧段的合成

6.7 本章小結

圖書序言

GPS（Global Positioning System），又稱全球定位系統，是由美國國防部組織研製和實施的第二代衛星導航系統，它具有全球性、全天候、全方位、連續、快速、實時等高精度的三維導航、定位、授時功能。該系統自從其運行以來，廣泛的套用于海、陸、空各領域，並滿足其各個部門的導航與定位需求，對我國的國防建設、經濟建設及社會發展產生了巨大的影響。隨著選擇可用性（Selective Availability，SA）政策的取消，GPS套用的廣度和深度得到了很大的改善。目前，歐洲大陸、美國本土等民間組織紛紛建立起研究機構，探索進一步提高GPS定位精度的途徑，其中最為集中的觀點在於建立自身的定軌中心，在美國控制範圍以外獨立地進行GPS的定軌工作。這種需求極大地推動了衛星精密定位定軌技術的發展，同時對星載GPS低軌衛星（包括重力衛星、遙感衛星等）的定軌是目前國際上研究的一個熱點。

衛星精密定軌是衛星對地觀測技術發展和套用的基礎，沒有先進的定軌技術和相應的軟體為依託來獲得高精度軌道，就不可能進行精密定位和開拓其他領域的套用。我國衛星定位技術的套用已有20多年的歷史，但是目前衛星的精密定位定軌還主要依靠引進的軟體，這種依賴國外軟體的狀況很難取得突破性的創新成果。只依靠國外軟體已無法滿足我國快速發展的衛星技術的實際需要，也不利於國防安全的保障，因此，需要儘快開發具有我國特色和自主智慧財產權的衛星精密定位、定軌軟體系統。與此同時，我國已計畫在不久的將來發射自己的重力衛星，因此對低軌衛星的定軌問題需要重點研究。本書在作者博士論文的基礎上，並結合所承擔的國家863 計畫.劃項目（2006AA12Z323）、國家自然科學基金項目（40774008）和所參與的國家973計畫項目（2006CB701301）、國家自然科學基金項目（40574005）的研究，盡力探討衛星精密定位定軌的後處理部分，主要是研究利用單天解的軌道和基線處理結果進行多類參數（測站坐標參數、測站速度參數、地球自轉參數、定軌參數等）的聯合估計和軌道綜合問題。

文章節選

眾所周知，GPS廣泛地套用於大規模的測量控制網的建立和區域坐標框架的維護等基礎測繪工作中，這必然涉及不同時期、不同規模的GPS網觀測結果的聯結和GPS網觀測結果與常規地面觀測結果的統一處理問題。由於各GPS子網或附加的地面觀測值可能已經經過平差處理，其平差後的測站坐標和協方差是已知的，而原始觀測信息沒有保留，因此傳統的以基線為觀測量的平差方法不一定方便處理，而以坐標為平差觀測量進行處理反而更能方便地利用已有的信息和結果。

其次，自20世紀70年代以來，天文大地網與空間網聯合平差一直是大地測量研究的重要課題之一，聯合平差的主要目的是利用空間網加強天文大地網和建立地心坐標系。洲級或者國家級大地網聯合平差的例子首推70年代到80年代北美大地網重新平差和歐洲三角網重新平差（第三階段），其次應推俄羅斯1995-1996年進行的衛星網與天文大地網的聯合平差，作為這些平差的結果，建立了大地測量基準NAD83、ED87和SK-95。

20世紀90年代初，我國基於上述考慮，提出天文大地網與空間網的聯合平差方案。主要依據是截止到70年代，我國已建成包括5000 km特級導線在內的全國天文大地網，1982年完成的包括約5萬個點的全國天文大地網的整體平差為大規模平差積累了經驗，90年代初基本建成的國家大地網資料庫為聯合平差提供了重要的支撐。自1992年以來，我國先後建立了多個大尺度的高精度GPS網，包括國家高精度GPSA級網、中國地殼運動GPS監測網、青藏高原地殼形變監測網、華北網、東南沿海GPS網、新疆網等，特別是隨著“2000國家GPS大地控制網”項目的完成，目前我國已經有2 800多個高精度的GPS網點，這些空間數據網的建立成為聯合平差的基礎。