卫星导航时差测量技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈俊平 著

图书标签:

• 卫星导航
• 时差测量
• GNSS
• 定位技术
• 误差分析
• 信号处理
• 测量技术
• 导航系统
• 精密定位
• 时间同步

店铺： 北新网图书专营店

出版社： 测绘

ISBN：9787503040184

商品编码：26545299946

出版时间：2018-01-01

基本信息

商品名称： 卫星导航时差测量技术	出版社： 中国地图出版社	出版时间：2018-01-01
作者：陈俊平	译者：	开本： 32开
定价： 58.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787503040184	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

卫星导航系统( GNSS)以时间作为观测基准，通过测量发送、接收的时间差形 成基本伪距、相位观测量。高精度的时间基准对于导航系统性能起着重要作用。 时差测量就是比对两个原子钟的时间，获取两个钟的差值。传统的时差测 量方法为双向卫星时间频率传递，其价格高昂。随着卫星导航的飞速发展，也推 动了时差测量手段的进步。本书论述了卫星导航在高精度时差测量中的应用， 介绍了GNSS时差监测的分类、伪距时差测量、相位时差测量及多系统综合时差 测量等技术。

《星海寻踪：时空校准的奥秘与应用》 一、 序言：跨越时空的信号艺术 在浩瀚的宇宙之中，人类从未停止对自身位置的探索。从古代的观星辨向，到近代的三角测量，再到如今无处不在的卫星导航系统，我们对精准定位的需求如同永恒的火焰，不断驱动着科技的进步。然而，即便是最先进的导航技术，其核心的精髓也离不开对时间信号的精确把握。本书《星海寻踪：时空校准的奥秘与应用》并非聚焦于某一特定导航系统的技术细节，而是将目光投向了更为宏观和基础的领域——即时空校准的理论与实践，以及其在多元化应用中的深远影响。 我们生活在一个以时间为轴线，空间为框架的宇宙中。信息的传递，从光信号的传播到电磁波的脉冲，无不依赖于时空的属性。而导航，本质上就是通过测量信号在时空中的传播来确定自身位置的过程。当信号的出发点和到达点之间存在微小的时间差异，或者信号传播路径受到时空扰动时，这些微小的“误差”便成了我们理解和利用宇宙运行规律的关键。本书将深入剖析这些“时差”现象，揭示它们如何成为衡量和校准时空信息的重要依据，从而在广阔的应用场景中发挥至关重要的作用。 我们希望通过本书，带领读者一同踏上一段关于时间、空间与信号交织的探索之旅。我们将从基础的物理原理出发，逐步深入到复杂的数学模型，最终展现时空校准技术如何在现实世界中解决一个个棘手的难题，从陆地到海洋，从航空到深空，甚至渗透到我们日常生活的方方面面。这不仅是一部关于技术的科普读物，更是一次对人类探索精神的致敬，对精密测量艺术的赞颂。 二、 时空基石：时间与空间的基本概念 在深入探讨时空校准的奥秘之前，我们必须首先确立对时间与空间这两个基本概念的深刻理解。它们是物理学中最基础的范畴，也是一切测量和导航技术的基石。 时间的维度与测量： 时间，并非一个仅仅用于记录事件的刻度。在物理学中，它被视为一个独立的维度，与空间维度共同构成四维时空。时间的流逝，其本质是物质运动和变化的度量。从古老的日晷、滴漏，到机械钟表、石英晶体振荡器，再到如今原子钟的出现，人类对时间的测量精度不断提升，这直接推动了科学技术的进步。特别是原子钟，利用原子能级跃迁的固有频率作为标准，能够实现极高的稳定性与准确性，成为现代精密测量和导航系统的核心。本书将回顾时间测量技术的发展历程，并重点阐述高精度时间测量在校准时空信息中的不可替代性。我们将探讨时间间隔测量、时间同步等概念，以及它们如何为后续的时空计算提供基础数据。 空间的几何与坐标系： 空间，是我们感知世界、定位物体的载体。它具有长度、宽度、高度等维度，并遵循着欧几里得几何或非欧几里得几何的规则。在导航领域，我们通过建立各种坐标系来描述物体在空间中的位置。从经纬度坐标到大地坐标，再到三维笛卡尔坐标，不同的坐标系有着各自的适用范围和转换规则。本书将介绍不同空间坐标系的构建原理，以及它们如何与时间信息相结合，共同构建出完整的时空信息。我们还会探讨空间测量的基本方法，例如三角测量、距离测量等，以及它们在确定物体位置上的作用。 时空的相对性与相对论的影响： 随着爱因斯坦相对论的提出，我们对时空的理解发生了颠覆性的变革。狭义相对论揭示了时间膨胀和长度收缩现象，表明时间并非绝对不变，而是与观察者的运动状态有关。广义相对论则进一步指出，引力场能够弯曲时空，影响时间的流逝。虽然这些效应在宏观世界中可能不那么显著，但在需要极高精度的导航系统中，如卫星导航，这些相对论效应就必须被考虑和修正。本书将简要介绍相对论的基本概念，并重点阐述其对精密时空测量可能产生的潜在影响，以及在高级校准技术中如何应对这些影响。 三、 时差的玄机：信号传播与时空扰动 “时差”，在本书的语境下，并非简单的时区差异，而是指由于信号在时空中传播所产生的各种时间偏移。这些时差的产生，是理解和利用时空校准技术的核心。 信号传播延迟： 信号从发射端传播到接收端，需要一定的时间。这个时间取决于信号传播的距离和速度。对于电磁波（如无线电波、微波），其在真空中的传播速度接近光速。然而，在实际传播过程中，信号会受到介质（如大气层、电离层）的影响，导致传播速度发生变化，从而产生传播延迟。本书将详细分析不同传播介质对信号传播速度的影响，并介绍如何通过模型或测量来估算和补偿这些延迟，以实现更精确的时间测量。 时钟误差与同步： 无论是发射端还是接收端，其内部的时钟都可能存在固有的误差，即频率偏差和相位偏差。即使是最高精度的原子钟，也无法做到绝对的完美。当发射端和接收端使用独立的、未经同步的时钟时，其测量的时间将存在系统性的偏差。因此，时钟同步是实现精确时空测量的关键环节。本书将探讨各种时钟同步技术，包括基于信号的双向同步、单向同步，以及基于网络的同步协议。我们将分析不同同步方法的精度、复杂度和适用场景，并讨论如何利用接收到的信号来校准和维持时钟的精确度。 时空扰动的测量： 除了信号传播延迟和时钟误差，时空本身也可能发生各种扰动，影响信号的传播。例如，地球的引力场会引起局部时空的弯曲，从而影响信号的传播速度和路径；大气的密度、温度、湿度等变化也会影响电磁波的折射。这些时空扰动如同在信号的传播路径上增加了额外的“障碍”，导致测量结果的偏差。本书将深入探讨这些时空扰动的影响机制，并介绍测量和补偿这些扰动的方法。例如，通过多路径信号的分析来估算大气延迟，或者利用地磁场的模型来修正引力场的影响。 多径效应与反射： 信号在传播过程中，除了直接传播路径外，还可能通过反射、衍射等方式到达接收端，形成多条传播路径。不同路径的信号到达时间存在差异，接收器在处理这些信号时，容易将最早到达的直达信号与延迟到达的反射信号混淆，导致测量结果的误差。本书将分析多径效应的产生原因，并介绍如何通过信号处理技术，如自适应滤波、相关检测等，来识别和抑制多径干扰，提取最可靠的直达信号信息。 四、 精密校准：时差测量技术的核心方法 在理解了时差产生的根源后，本书将着重介绍实现精密时空校准的核心技术——即利用时差测量。 时间测量与时间差计算： 这是最基本但至关重要的环节。通过高精度计时设备，精确测量信号的发送时间和接收时间。然后，根据这些时间信息，结合信号的传播速度，计算出信号在时空中传播所经过的时间差。本书将详细介绍各种时间测量技术，以及如何通过差分测量、相对测量等方法来消除或减小系统误差，提高测量精度。 距离测量与定位原理： 时差测量最直接的应用就是距离测量。当知道信号的传播速度时，通过测量信号的传播时间差，就可以直接计算出发射端和接收端之间的距离。例如，雷达系统利用发送和接收回波信号的时间差来测量目标距离；声纳系统利用声波的传播时间差来测量水下目标距离。本书将详细阐述基于时差测量的距离测量原理，并进一步介绍如何通过测量多个已知位置点到未知点的距离，利用三边测量法（Trilateration）或其他定位算法，来确定未知点的位置。 频率测量与速度估算： 除了测量时间差，对信号频率的精确测量也能提供时空信息。例如，多普勒效应使得移动物体发出的信号频率发生变化。通过测量信号频率的偏移，可以估算出物体相对于接收器的相对速度。本书将介绍多普勒效应的原理，以及如何利用频率测量技术来估算物体的运动速度，这在交通监控、目标跟踪等领域有着广泛应用。 相位测量与高精度同步： 在许多应用中，对时间信号的相位进行精确测量比测量时间间隔本身更为重要。例如，在无线通信系统中，载波信号的相位信息承载着大量的数据。通过精确测量信号的相位差，可以实现极高精度的时钟同步，甚至进行亚纳秒级的时间同步。本书将深入探讨相位测量技术，并介绍其在高精度时钟同步、相位锁定环（PLL）等领域的应用。 信号处理与滤波技术： 实际测量中，信号往往会受到噪声的干扰。为了从噪声中提取出有效的时差信息，需要运用先进的信号处理技术。本书将介绍包括傅里叶变换、小波变换、卡尔曼滤波、粒子滤波等在内的常用信号处理和滤波算法，以及它们如何应用于时差信号的增强、去噪和参数估计。 五、 应用的星辰大海：时空校准技术的多元化图景 时空校准技术并非孤立存在，其应用遍布我们生活的方方面面，深刻地影响着现代社会的运作。 全球导航与定位服务： 这是时空校准技术最广为人知的应用。本书将探讨如何通过分析来自多颗卫星的信号到达时间差，来精确计算地球上任何一点的位置、速度和时间。我们将介绍全球导航卫星系统（GNSS）的基本原理，以及其在民用导航、大地测量、灾害监测等领域的关键作用。虽然本书不直接聚焦于某一导航系统，但它将为理解这些系统的基础理论提供坚实的支撑。 高精度授时与通信： 在现代通信网络、金融交易、电力调度等领域，精确的时间同步至关重要。微秒甚至纳秒级的时间偏差都可能导致严重的后果。本书将介绍如何利用先进的时空校准技术，实现全球范围的高精度时间同步，确保各类系统的可靠运行。例如，基于网络时间协议（NTP）和精确时间协议（PTP）的同步技术，以及利用卫星信号进行全球授时的方法。 测距与测速技术： 雷达、激光雷达（LiDAR）、声纳等是典型的基于时差或频率测量技术的应用。本书将介绍这些技术在军事侦察、自主驾驶、环境监测、海洋探测等领域的具体应用。我们将分析不同类型的测距测速系统的工作原理，以及它们如何利用时差信息来实现对目标的精确测量。 大地测量与地球物理勘探： 通过精确测量地球表面不同点之间的距离和高程，可以构建高精度的地理信息模型。时空校准技术在测量大地网、监测地壳形变、研究地球引力场等方面发挥着不可替代的作用。本书将探讨这些技术如何帮助我们更好地理解地球的运动和演化。 科学研究与深空探测： 在天文学、粒子物理学等基础科学研究中，对时间与空间的精确测量是进行实验观测、验证理论模型的基础。在深空探测任务中，飞船的精确导航、与地面控制中心的通信，都离不开高精度的时空校准技术。本书将展望这些技术在未来科学探索中的潜力。 工业自动化与智能制造： 在现代工厂中，机器人手臂的精确运动、生产线的同步协调，都需要精确的时空信息。本书将介绍时空校准技术在工业自动化、智能制造、车间调度等领域的应用，展示其如何提升生产效率和产品质量。 六、 展望未来：挑战与机遇 随着科技的飞速发展，时空校准技术正面临着新的挑战，同时也迎来了巨大的机遇。 技术瓶颈与前沿研究： 尽管现有技术已经相当成熟，但在某些极端环境下，如强引力场、高速运动、极端噪声等，时空校准的精度仍然面临瓶颈。本书将探讨当前研究的前沿方向，例如量子导航、新型时空度量方法、以及更鲁棒的信号处理技术。 数据融合与多源信息集成： 未来，对时空信息的获取将越来越依赖于多源数据的融合。将来自不同传感器、不同导航系统、不同测量方法的信息进行有效整合，将能够显著提升定位精度和可靠性。本书将展望数据融合技术在时空校准领域的应用前景。 人工智能与时空校准： 人工智能，特别是机器学习，在时空校准领域展现出巨大的潜力。通过训练模型，可以更有效地预测和补偿时空扰动，提高信号处理的效率，甚至实现自主的系统校准。本书将探讨AI如何赋能未来的时空校准技术。 新兴应用领域： 随着新技术的不断涌现，时空校准技术将渗透到更多新兴的应用领域，例如虚拟现实（VR）与增强现实（AR）中的精确空间定位、物联网（IoT）设备的广泛连接与协同工作、以及下一代通信系统（如6G）中的高精度时间同步需求。 七、 结语：理解时空，掌握未来 《星海寻踪：时空校准的奥秘与应用》希望能够为读者打开一扇理解我们所处时空本质的窗户，揭示那些隐藏在信号背后、支撑现代科技发展的精密测量艺术。时空校准技术，以其对时间与空间的深刻洞察，正在不断重塑我们的世界，驱动着人类向着更精准、更智能、更广阔的未来迈进。理解这些技术，不仅是对科学知识的渴求，更是对驾驭未来发展的能力的一次投资。愿本书能成为您探索时空奥秘、洞悉技术前沿的忠实伙伴。

评分☆☆☆☆☆

我对《卫星导航时差测量技术》的期待，更多的是源于我对“精度”这个概念的迷恋。我一直在思考，为什么我们现在能够如此精确地知道自己在地球上的任何一个角落的位置，甚至还能区分出几米、几十厘米的差异。这种“近乎完美”的定位能力，在我的认知里，简直是人类智慧的结晶。我猜想，这本书的核心，应该就是如何通过测量“时间差”来实现这种极致的精确。时间，在物理学里是一个非常基础但又极其微妙的概念，能够用它来衡量距离，这本身就蕴含着深刻的物理原理。我特别想知道，在书里，作者会如何详细地阐述“时差”是如何被捕捉的，是不是涉及到光速不变原理，或者更复杂的相对论效应？我想象书中会有关于不同类型的卫星导航系统（比如GPS、GLONASS、Galileo等）在时差测量策略上的差异分析，以及它们各自的优缺点。我还会关注书中对于各种干扰因素的讨论，比如大气层延迟、多路径效应等等，以及工程师们是如何设计巧妙的算法来克服这些干扰的。我期待这本书能够用一种我能够理解的方式，把我带入到那个“精确到飞起”的测量世界，让我真正明白“时差”是如何成为连接天与地、实现精准定位的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

《卫星导航时差测量技术》这个书名，一听就带着一种“高屋建瓴”的感觉，让我感觉它不是那种泛泛而谈的科普读物，而是专注于某个特定技术领域，并且是目前非常前沿的领域。我本身是一个对“信息传递”和“同步性”有强烈好奇心的人。我经常会想，为什么不同地方的人，能够通过互联网瞬间交流，或者为什么一些大规模的科学实验需要极其精确的时间同步。卫星导航的时差测量，在我看来，就是信息传递和时间同步在空间定位上的一个集大成者。我特别期待书中能够深入探讨“时差”这个概念背后的时间维度，它是如何被量化，又如何被转化为空间距离的。我想知道，这本书会不会讲解一些关于“原子钟”的知识，因为我隐约觉得，这种超高精度的时差测量，离不开极其稳定和精确的时间基准。我还会关注书中关于“信号传播路径”的讨论，以及如何处理这些路径上的各种不确定性。我希望这本书能够让我对“时差”这个概念有一个全新的、更深刻的认识，明白它不仅仅是时间的流逝，更是连接不同空间点、实现精准定位的关键。

评分☆☆☆☆☆

《卫星导航时差测量技术》这本书，我拿到手的时候，就觉得这个名字挺有意思的，感觉像是打开了一个新世界的大门。我一直对那些高科技的东西，尤其是和天上星星有关的，特别感兴趣。虽然我本身不是做这方面的专业人士，但是平时会关注一些科普类的文章，了解一些天文学、航空航天的基本知识。读这本书之前，我最熟悉的“卫星导航”就是手机里的GPS，觉得它很神奇，但具体是怎么工作的，尤其是那个“时差测量”，对我来说完全是个谜。我猜想这本书应该会深入浅出地解释这个过程，比如，是不是有很多很多的卫星在天上转，然后它们之间通过精确的时间信号来定位？“时差测量”听起来就很有技术含量，是不是涉及到一些非常非常精密的计算和仪器？我期待它能给我揭示这个“看不见”的定位原理，让我能更深刻地理解我们每天都在使用的技术背后隐藏的科学奥秘。这本书的厚度适中，排版也比较清晰，翻看目录的时候，有一些章节的标题让我眼前一亮，比如“多普勒效应在时差测量中的应用”之类的，光是听起来就觉得很“硬核”，但是又忍不住想去了解。总之，我抱着一种“学习新知识，拓宽视野”的心情来读这本书的，希望能从中获得不少收获。

评分☆☆☆☆☆

这本《卫星导航时差测量技术》，我拿到手里第一感觉就是，这绝对是一本“硬菜”。我之前因为工作原因，接触过一些关于信号处理和精密测量的内容，虽然不是直接和卫星导航相关的，但对那种追求极致精度和复杂算法的严谨性，还是有一定了解的。所以，我拿到这本书，第一反应就是它的技术深度肯定不一般。我不是直接做这块儿的，所以一开始会有一些术语和概念上的门槛，但我并不怕。我一直认为，真正有价值的书，就是能让你走出舒适区，去学习那些不熟悉但又极其重要的知识。我尤其期待书中关于“时差测量”的部分，这四个字本身就充满了挑战性。我想知道，在茫茫宇宙中，如何捕捉到那些微秒甚至纳秒级别的时差信号，并且如何将这些信号转化为准确的空间位置信息。书中会不会涉及到一些先进的原子钟技术，或者特殊的通信协议？会不会有关于误差修正的详细介绍，因为任何测量都会有误差，而卫星导航的精度要求又如此之高。我猜想，这书里肯定少不了大量的公式、模型和实验验证。虽然有些部分可能需要我反复琢磨，但这种智力上的挑战，对我来说恰恰是一种享受。我希望这本书能带我领略科学研究的魅力，感受工程师们在解决复杂工程问题时的智慧和毅力。

评分☆☆☆☆☆

拿到《卫星导航时差测量技术》这本书，我脑子里第一个冒出来的念头就是：这绝对是科技的“内行读物”。我本人虽然算不上行业专家，但在平时关注科技新闻的时候，总是对那些“背后原理”特别好奇。我之前对卫星导航的理解，基本上就是“一个卫星发送信号，我手机接收信号，然后就知道在哪儿了”。这种“简单粗暴”的认知，显然是远远不够的。我总觉得，真正的定位技术，背后一定隐藏着极其复杂和精密的计算过程。而“时差测量”这几个字，更是直指核心。我猜想，这本书应该会详细讲解，为什么“时间差”能够等同于“距离”，这里面涉及到物理学上的一些基本定律。我希望能在这本书里看到，关于各种传感器、接收器是如何协同工作的，以及它们如何处理那些极其微弱的信号。而且，我想知道，在不同的环境下，比如天气不好、信号遮挡等等，这种时差测量是如何保持其稳定性和准确性的。书中会不会有一些关于算法优化、数据融合的案例分析，来展示科学家和工程师们是如何不断突破技术瓶颈的？我期望这本书能让我从一个“使用者”的角色，转变为一个对“工作原理”有更深刻理解的“观察者”。