教学大纲
中文名称 ：GPS原理及其应用
英文名称 ：The Principle and Application of GPS
课程代码 ：0800335
课程负责人 ：李征航 教授
课程类别 ：必修
课程学分数 ：2.0
课程学时数 ：36学时
授课对象 ：测绘工程专业、地球物理专业、土地资源管理专业、资源与城乡规划管理、遥感科学与技术等专业的本科生
前导课程 ：空间大地测量基础、卫星应用概论
一、教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生既要掌握GPS的理论基础知识，了解GPS的产生、优点和广泛用途，掌握GPS的组成及信号结构，GPS定位中的误差源，距离测量和定位方法；又要熟悉GPS的实际操作与应用，具备独立运用GPS技术进行科研和生产实践的能力。
二、课程内容与学时分配
第一章、绪论
内容
§1.1 全球定位系统的产生、发展及前景：子午卫星系统及其局限性，GPS的产生、发展及前景
§1.2 GPS在各领域中的应用：GPS在军事、交通运输、测量和其他领域中的应用，GPS在我国的应用状况
§1.3 美国政府的GPS政策：SA政策，AS政策，美国政府GPS政策的新变化
重点讲授：子午卫星系统及其局限性、GPS的产生与发展、GPS在各领域中的应用状况、美国政府的GPS政策及其新变化
第二章、全球定位系统的组成及信号结构
内容
§2.1 全球定位系统的组成：空间部分、地面监控部分、用户部分；GPS接收机、天线、天线平均相位中心偏差及其改正方法、天线高、接收通道
§2.2 卫星的信号结构：载波、测距码、导航电文、卫星信号的调制方法
重点讲授：GPS的组成，天线平均相位中心偏差，接收通道
第三章、GPS定位中的误差源
内容
§3.1 概述 ：误差分类、消除和消弱上述误差影响的方法和措施
§3.2 钟误差：卫星钟和接收机钟的钟误差及其改正方法
§3.3 相对论效应：相对论效应产生的原因及消除方法，近似方法和严格方法
§3.4 卫星星历误差：广播星历和精密星历，星历误差对定位的影响，消除和消弱星历误差影响的方法
§3.5 电离层延迟：电离层的概况、双频改正模型
§3.6 对流层延迟：对流层概况、常用的对流层延迟模型、提高对流层延迟精度的方法
§3.7 多路径误差：反射波、载波相位测量中的多路径误差，消除和消弱多路径误差的方法和措施
重点讲授：
§3.1 误差分类、消除和消弱上述误差影响的方法和措施
§3.2 钟误差及其改正方法
§3.3 相对论效应及其改正方法
§3.4 卫星星历误差及其改正方法
§3.5 电离层延迟，双频改正法
§3.6 对流层延迟及其改正方法
§3.7 多路径误差及其改正方法
第四章 距离测量与GPS定位
内容
§4.1 利用测距码测定卫地距：用测距码测定伪距的方法、 测距码测定伪距的优点、观测方程
§4.2 载波相位测量：进行载波相位测量的原因、重建载波、载波相位测量原理、载波相位测量的实际观测值、观测方程
§4.3 观测值的线性组合：同类型同频率观测值的线性组合、必要参数和多余参数、单差、双差、三差、同类而不同频率观测值的线性组合、组合标准；常用的线性组合 ：宽巷观测值和无电离层延迟观测值
§4.4 周跳的探测及修复 ：产生周跳的原因 周跳的探测及修复 高次差值 多项式拟合法 其他方法
§4.5 整周模糊度的确定 静态定位 动态定位 准动态定位中常用的模糊度确定方法：整数解和实数解 已知基线法 交换天线法 go and stop 法 OTF法的基本概念
§4.6 单点定位 坐标系 用测码伪距进行单点定位 精密单点定位的基本干概念
§4.7 相对定位：基本术语 静态相对定位 动态相对定位 准动态相对定位
§4.8 差分GPS： 差分的产生、原理；单基准站差分GPS、具有多个基准站的局域差分GPS;广域差分GPS的新进展
重点讲授：
§4.1 测距码测定伪距的方法、优点
§4.2 载波相位测量原理及实际观测值、整周计数和整周模糊度
§4.3 单差、双差、三差， 求差法的优点和缺点，观测值的线性组合
§4.4 产生周跳的原因及探测修复周跳的方法
§4.5 整周模糊度的确定方法
§4.6 用测码伪距进行单点定位
§4.7 静态相对定位和动态相对定位
§4.8 差分GPS原理、分类，单站差分 和广域差分gps
英文名称 ：The Principle and Application of GPS
课程代码 ：0800335
课程负责人 ：李征航 教授
课程类别 ：必修
课程学分数 ：2.0
课程学时数 ：36学时
授课对象 ：测绘工程专业、地球物理专业、土地资源管理专业、资源与城乡规划管理、遥感科学与技术等专业的本科生
前导课程 ：空间大地测量基础、卫星应用概论
一、教学目的和要求
通过本课程的学习，使学生既要掌握GPS的理论基础知识，了解GPS的产生、优点和广泛用途，掌握GPS的组成及信号结构，GPS定位中的误差源，距离测量和定位方法；又要熟悉GPS的实际操作与应用，具备独立运用GPS技术进行科研和生产实践的能力。
二、课程内容与学时分配
第一章、绪论
内容
§1.1 全球定位系统的产生、发展及前景：子午卫星系统及其局限性，GPS的产生、发展及前景
§1.2 GPS在各领域中的应用：GPS在军事、交通运输、测量和其他领域中的应用，GPS在我国的应用状况
§1.3 美国政府的GPS政策：SA政策，AS政策，美国政府GPS政策的新变化
重点讲授：子午卫星系统及其局限性、GPS的产生与发展、GPS在各领域中的应用状况、美国政府的GPS政策及其新变化
第二章、全球定位系统的组成及信号结构
内容
§2.1 全球定位系统的组成：空间部分、地面监控部分、用户部分；GPS接收机、天线、天线平均相位中心偏差及其改正方法、天线高、接收通道
§2.2 卫星的信号结构：载波、测距码、导航电文、卫星信号的调制方法
重点讲授：GPS的组成，天线平均相位中心偏差，接收通道
第三章、GPS定位中的误差源
内容
§3.1 概述 ：误差分类、消除和消弱上述误差影响的方法和措施
§3.2 钟误差：卫星钟和接收机钟的钟误差及其改正方法
§3.3 相对论效应：相对论效应产生的原因及消除方法，近似方法和严格方法
§3.4 卫星星历误差：广播星历和精密星历，星历误差对定位的影响，消除和消弱星历误差影响的方法
§3.5 电离层延迟：电离层的概况、双频改正模型
§3.6 对流层延迟：对流层概况、常用的对流层延迟模型、提高对流层延迟精度的方法
§3.7 多路径误差：反射波、载波相位测量中的多路径误差，消除和消弱多路径误差的方法和措施
重点讲授：
§3.1 误差分类、消除和消弱上述误差影响的方法和措施
§3.2 钟误差及其改正方法
§3.3 相对论效应及其改正方法
§3.4 卫星星历误差及其改正方法
§3.5 电离层延迟，双频改正法
§3.6 对流层延迟及其改正方法
§3.7 多路径误差及其改正方法
第四章 距离测量与GPS定位
内容
§4.1 利用测距码测定卫地距：用测距码测定伪距的方法、 测距码测定伪距的优点、观测方程
§4.2 载波相位测量：进行载波相位测量的原因、重建载波、载波相位测量原理、载波相位测量的实际观测值、观测方程
§4.3 观测值的线性组合：同类型同频率观测值的线性组合、必要参数和多余参数、单差、双差、三差、同类而不同频率观测值的线性组合、组合标准；常用的线性组合 ：宽巷观测值和无电离层延迟观测值
§4.4 周跳的探测及修复 ：产生周跳的原因 周跳的探测及修复 高次差值 多项式拟合法 其他方法
§4.5 整周模糊度的确定 静态定位 动态定位 准动态定位中常用的模糊度确定方法：整数解和实数解 已知基线法 交换天线法 go and stop 法 OTF法的基本概念
§4.6 单点定位 坐标系 用测码伪距进行单点定位 精密单点定位的基本干概念
§4.7 相对定位：基本术语 静态相对定位 动态相对定位 准动态相对定位
§4.8 差分GPS： 差分的产生、原理；单基准站差分GPS、具有多个基准站的局域差分GPS;广域差分GPS的新进展
重点讲授：
§4.1 测距码测定伪距的方法、优点
§4.2 载波相位测量原理及实际观测值、整周计数和整周模糊度
§4.3 单差、双差、三差， 求差法的优点和缺点，观测值的线性组合
§4.4 产生周跳的原因及探测修复周跳的方法
§4.5 整周模糊度的确定方法
§4.6 用测码伪距进行单点定位
§4.7 静态相对定位和动态相对定位
§4.8 差分GPS原理、分类，单站差分 和广域差分gps
