卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书(高等教育十二五规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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余学祥，董斌，高伟，吕伟才，陶庭叶 等 著

图书标签:

• 卫星导航
• 定位
• GNSS
• 习题集
• 实验指导
• 高等教育
• 教材
• 导航技术
• 无线电定位
• 工程教育

出版社： 中国矿业大学出版社

ISBN：9787564627973

版次：1

商品编码：11826525

包装：平装

丛书名： 高等教育“十二五”规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：167

字数：296000

正文语种：中文

内容简介

　　作为测绘科学技术的三大高新技术之一的全球导航卫星定位技术（GNSS技术），在经济建设、国防建设和日常生活中得到了越来越广泛的应用，在测绘领域产生了巨大的影响。
　　随着GNSS技术的发展、教学和科研成果的积累及教学方式的改进，教学内容越来越丰富，信息量越来越大，为使学生好地掌握GNSS技术的基础知识、基本理论、基本操作及其在工程中应用，《<卫星导航定位原理及应用>习题集与实验指导书》从GNSS习题、GNSS实验和GNSS实习三个方面强化学生对GNSS技术的理解及应用，提高学生分析问题和解决问题的能力，进一步提升GNSS技术的应用程度和水平。
　　《<卫星导航定位原理及应用>习题集与实验指导书》可作为高等学校测绘工程专业及其相关专业本科生和研究生的实训教材使用，教师可根据专业性质、已有的学习基础、学时数和学生的层次从中选择所需的内容；也可供从事GNSS技术理论研究和应用研究的科研人员和工程技术人员参考。

《空间几何与解析几何基础——现代测绘与导航系统入门》 内容简介： 本书旨在为学习现代测绘、地理信息系统（GIS）、遥感技术、惯性导航、大地测量学以及其他涉及空间定位与测量等领域的研究生、高年本科生以及相关行业从业人员提供坚实的数学基础。本书聚焦于支撑这些高科技领域发展的核心数学工具——空间几何与解析几何，深入浅出地讲解其基本概念、理论框架、计算方法及其在实际工程问题中的应用。不同于仅关注单一学科应用的教材，本书力求构建一个普遍适用的数学语言体系，帮助读者理解并掌握如何用数学的视角来描述、分析和解决现实世界中的空间问题。 第一部分：欧几里得空间中的几何基础 本部分首先回顾并系统梳理了欧几里得空间的基本概念，为后续的解析几何内容打下坚实基础。 向量及其运算： 详细介绍向量的定义、性质，包括加法、减法、数乘，以及点积（内积）和叉积（外积）。重点阐述点积在判断向量夹角、投影以及求解长度方面的应用；叉积在确定向量方向、计算面积和体积中的作用。通过丰富的几何直观图示，帮助读者深刻理解这些抽象的代数运算所对应的几何意义。 直线与平面方程： 系统推导并讲解在三维欧几里得空间中表示直线和平面（点法式、一般式、参数式）的各种方程形式。深入分析不同方程形式之间的转换关系，以及如何利用这些方程进行点线关系、点面关系、线线关系、线面关系和面面关系的判断与计算。例如，如何求解两条直线之间的距离、点到平面的距离、直线与平面的交点等。 曲面方程： 介绍常见的二次曲面（如球面、椭球面、抛物面、双曲面、圆锥面、柱面）的方程及其几何特征。讲解如何通过方程的系数和项来识别曲面的类型，以及曲面在坐标变换下的性质。 坐标系与变换： 详细介绍笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系等常用坐标系，并讲解它们之间的相互转换。在此基础上，深入阐述刚体变换（平移、旋转）的数学表达，包括齐次坐标和变换矩阵的概念。重点讲解旋转矩阵的正交性及其性质，以及复合变换的矩阵表示。这些内容是进行空间数据融合、姿态解算等任务的关键。 第二部分：解析几何在空间分析中的应用 本部分将解析几何的抽象理论与实际应用相结合，展示其在现代科技领域的强大威力。 曲线的描述与分析： 介绍参数方程在描述复杂曲线（如空间曲线、螺旋线）中的应用。讲解曲线的切线、法线、曲率和挠率等几何概念，以及如何通过微分方程来描述这些性质。 曲面的描述与分析： 深入研究曲面的参数化表示，以及如何通过曲面方程来描述其几何形状。介绍曲面的切平面、法线等概念，并探讨曲面在不同视角下的投影。 投影几何与透视变换： 详细讲解中心投影和平行投影的原理，以及它们在计算机图形学、摄影测量和遥感图像几何校正中的应用。介绍透视变换的数学模型，以及如何进行三维场景到二维图像的映射。 二次型与二次曲面： 深入讲解二次型及其在化简二次曲面方程中的作用。通过矩阵对角化等方法，学习如何识别和绘制各种二次曲面的标准形式，理解其几何意义。 微分几何初步： 介绍曲线和曲面在局部性质分析中的微分方法。例如，使用法向量和曲率来描述曲面的弯曲程度，这对于理解地形表面、曲面建模等至关重要。 第三部分：线性代数与向量分析在空间问题中的桥梁 本部分着重介绍线性代数和向量分析这两个数学分支如何作为连接解析几何抽象概念与实际工程问题的核心工具。 矩阵与线性方程组： 深入讲解矩阵的运算（加法、乘法、转置、逆）、行列式、特征值与特征向量。重点阐述矩阵在表示线性变换（如旋转、缩放）、求解线性方程组（如三维空间交点问题）以及数据拟合中的重要作用。 向量空间与线性相关性： 介绍向量空间的定义，以及基、维数、线性无关、线性相关等概念。这有助于理解多维空间中的数据表示和模型构建。 最小二乘法及其应用： 详细讲解最小二乘法的原理，以及如何利用它来解决超定方程组问题，例如空间点集的拟合、传感器数据的滤波与校正。将最小二乘法与矩阵理论相结合，推导其在实践中的算法实现。 张量分析入门： 介绍张量的基本概念，特别是二阶张量在描述物理量（如应力、应变、惯性张量）及其方向依赖性方面的应用。张量分析是理解和处理各向异性材料、惯性导航和相对论等复杂问题的基础。 向量微积分基础： 介绍梯度、散度和旋度等向量微分算子。探讨它们在描述物理场（如引力场、电磁场）的坡度、通量和涡旋等方面的作用。 第四部分：数值方法与计算几何 本部分关注将解析几何的理论转化为计算机可执行的算法，以及处理实际计算中遇到的问题。 数值积分与微分： 介绍数值方法（如梯形法则、辛普森法则）在计算曲线弧长、曲面面积以及求解微分方程组中的应用。 插值与逼近： 讲解多项式插值（如拉格朗日插值、牛顿插值）和样条插值，以及如何利用这些方法来平滑离散数据或构建连续模型。 计算几何基础： 介绍点定位、凸包、三角剖分等基本计算几何问题，以及它们在计算机图形学、GIS和数据分析中的应用。 数值稳定性与精度控制： 讨论在计算机计算过程中可能出现的数值误差，以及提高算法稳定性和精度的策略。 第五部分：现代测绘与导航领域的案例分析 本部分通过具体的应用案例，展示本书所介绍的数学工具在解决实际问题中的价值。 全球导航卫星系统（GNSS）基本原理： 简要介绍GNSS系统（如GPS, GLONASS, Galileo）的工作原理，重点讲解如何利用多普勒效应、伪距测量以及三维空间几何关系来实现用户位置的计算。强调直线与平面方程、距离计算等在卫星轨道跟踪和定位解算中的应用。 惯性导航系统（INS）基础： 阐述INS的工作原理，包括陀螺仪和加速度计的测量原理，以及如何通过积分加速度来推算速度和位置。重点分析如何利用坐标变换、微分方程和数值积分来处理惯性测量单元（IMU）的数据。 三维激光扫描与点云处理： 讲解三维激光扫描仪的工作原理，以及扫描产生的大量点云数据的几何特征。介绍点云配准、表面重建等过程，如何利用向量运算、矩阵变换和曲面拟合等方法来处理点云数据。 摄影测量与遥感图像几何校正： 解释摄影测量学中的对地观测模型，如对心投影和传感器模型。阐述如何利用相机内外方位元素、地面控制点以及几何变换来校正遥感图像的几何畸变，恢复真实的地理空间信息。 GIS中的空间分析： 介绍GIS中常用的空间分析工具，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。说明这些分析背后所依赖的几何计算和空间逻辑。 本书特色： 理论与实践并重： 深入阐述数学理论，并配以大量与现代测绘、导航相关的实际算例，帮助读者理解理论的工程意义。 循序渐进的教学设计： 从基础的欧几里得几何概念出发，逐步深入到更复杂的代数和分析方法，适合不同数学背景的读者。 清晰的数学表达与几何直观： 采用规范的数学符号，并辅以丰富的几何图示，增强读者对抽象概念的理解。 强调工具性： 将数学知识定位为解决实际工程问题的有力工具，培养读者运用数学方法分析和解决问题的能力。 通过学习本书，读者将能够建立起坚实的数学基础，为进一步深入研究现代测绘、导航、空间信息科学等领域打下坚实的技术根基，并能够自信地应对各种复杂的空间定位、测量与分析挑战。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对那些能够将复杂科学知识变得通俗易懂，并且能够激发学习兴趣的书籍情有独钟。卫星导航定位技术，听起来就很高大上，但对于我这样对数学物理基础相对薄弱的普通读者来说，想要深入了解它的原理，确实是一项不小的挑战。很多时候，即使看了相关介绍，也只能停留在皮毛，无法真正理解其背后的奥秘。这本《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》之所以引起我的注意，是因为它打出了“习题集与实验指导书”的旗号。我猜测，这可能意味着这本书在内容编排上会更加注重实践性和互动性，而不是枯燥的理论说教。我想象着，通过解答一道道精心设计的习题，我能够循序渐进地掌握那些抽象的概念；而通过实验指导，我或许能够模拟出一些简单的导航定位场景，亲身体验卫星信号是如何被接收和处理的。这种寓教于乐的学习方式，正是我所期盼的，它有望帮助我克服对专业知识的畏难情绪，让我也能窥探到卫星导航定位技术的迷人世界，甚至激发出我进一步学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个在高校任教多年的老师来说，寻找一本能够真正满足学生需求的教材是一项持续的挑战。在卫星导航定位这个快速发展的领域，理论的更新和技术的革新都要求教材能够与时俱进，并且能够有效地引导学生掌握核心知识和实践技能。我一直以来都在思考，如何才能更好地将理论教学与实验教学有机结合，让学生在掌握基本原理的同时，也能具备解决实际问题的能力。市面上相关的教材不少，但很多都存在内容过于偏重理论，或者实验部分过于简单、缺乏系统性的问题。当我看到《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》这个书名时，我立刻感受到了它在解决这些问题上的潜力。我希望这本书能够提供一套系统性的习题，能够覆盖到卫星导航定位的各个核心环节，让学生通过练习巩固理论；同时，我更期待其“实验指导书”部分能够提供清晰、可操作的实验项目，让学生能够动手实践，理解算法的实现细节，并体会不同参数对定位精度的影响。一本优秀的习题集与实验指导书，对于提升学生的学习效果、培养他们的工程实践能力，具有不可替代的作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名从事通信导航系统研发多年的技术人员，我一直关注着卫星导航定位技术的发展。这项技术在交通运输、地理测绘、应急救援等诸多领域都扮演着越来越重要的角色，其应用前景广阔，对国家战略发展也具有深远的意义。我手里已经有一些关于卫星导航定位的专业书籍，但大多偏重于理论推导，或者仅仅是某一具体算法的介绍。我一直觉得，要真正掌握这项技术，不仅需要理解其背后的数学原理，更需要掌握如何将这些原理应用于实际系统中，并对系统进行有效的测试和验证。这本《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》的出现，恰好填补了这一空白。我非常欣赏它能够将原理、习题和实验巧妙地结合在一起，形成一个完整的学习闭环。通过习题，我可以检验自己对理论的掌握程度，而实验指导则能帮助我将理论知识转化为实际操作，这对于我理解不同应用场景下的技术实现，以及进行系统设计和优化都非常有帮助。我期待这本书能够为我带来新的启发，帮助我更好地理解和应用卫星导航定位技术，为相关领域的科技进步贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个在卫星导航领域摸爬滚打多年的从业者而言，一本好的参考资料的价值是无可估量的。近年来，随着北斗系统的蓬勃发展和全球GNSS技术的飞速进步，新的算法、新的技术层出不穷，更新迭代的速度之快，让我常常感到有些应接不暇。我一直希望能够找到一本能够及时反映行业最新动态，并且能够将复杂的理论知识系统性地梳理清晰的读物。尤其是在实际项目推进过程中，经常会遇到各种技术难题，需要快速查找相关资料，进行问题分析和解决方案的制定。这本《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》给我一种耳目一新的感觉。它不仅仅是理论的堆砌，更重要的是将理论与实践紧密结合，通过习题和实验的方式，引导读者深入理解原理的内在逻辑，并掌握实际应用的方法。我尤其看重其“实验指导书”的部分，因为我深信“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，只有通过亲手操作，才能真正理解技术的精髓，并从中获得解决实际问题的经验。我相信这本书能够帮助我梳理和更新我的知识体系，提升我在项目中的解决问题的能力，也为我日后的技术钻研提供有力的支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，我真是太期待了！作为一名刚刚接触卫星导航定位领域的学生，我深切地感受到理论知识的晦涩难懂，尤其是那些复杂的数学公式和模型，常常让我望而却步。我之前尝试阅读了一些相关的专业书籍，但要么过于理论化，要么缺乏清晰的脉络，导致我学习起来非常吃力，效率低下。我渴望能有一本既能系统讲解原理，又能指导实践的教材，能够真正帮助我建立起扎实的理论基础，并能动手将理论付诸实践。当我得知这本《卫星导航定位原理及应用习题集与实验指导书》即将出版时，我立刻被它“习题集与实验指导书”的定位所吸引。我坚信，通过大量的习题练习，我能够巩固和深化对理论知识的理解，加深对公式和模型的掌握程度。而实验指导部分，更是为我打开了一扇通往实际应用的大门，让我能够亲身体验卫星导航定位的魅力，解决实际问题，这对于培养我的工程实践能力至关重要。我迫不及待地想要深入研读这本书，希望它能成为我学习道路上的良师益友，带领我顺利跨越理论与实践的鸿沟，最终成为一名优秀的卫星导航定位工程师。