衛星導航時差測量技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳俊平 著

圖書標籤:

• 衛星導航
• 時差測量
• GNSS
• 定位技術
• 誤差分析
• 信號處理
• 測量技術
• 導航係統
• 精密定位
• 時間同步

店鋪： 北新網圖書專營店

齣版社： 測繪

ISBN：9787503040184

商品編碼：26545299946

齣版時間：2018-01-01

基本信息

商品名稱： 衛星導航時差測量技術	齣版社： 中國地圖齣版社	齣版時間：2018-01-01
作者：陳俊平	譯者：	開本： 32開
定價： 58.00	頁數：	印次： 1
ISBN號：9787503040184	商品類型：圖書	版次： 1

內容提要

衛星導航係統( GNSS)以時間作為觀測基準，通過測量發送、接收的時間差形 成基本僞距、相位觀測量。高精度的時間基準對於導航係統性能起著重要作用。 時差測量就是比對兩個原子鍾的時間，獲取兩個鍾的差值。傳統的時差測 量方法為雙嚮衛星時間頻率傳遞，其價格高昂。隨著衛星導航的飛速發展，也推 動瞭時差測量手段的進步。本書論述瞭衛星導航在高精度時差測量中的應用， 介紹瞭GNSS時差監測的分類、僞距時差測量、相位時差測量及多係統綜閤時差 測量等技術。

《星海尋蹤：時空校準的奧秘與應用》 一、 序言：跨越時空的信號藝術 在浩瀚的宇宙之中，人類從未停止對自身位置的探索。從古代的觀星辨嚮，到近代的三角測量，再到如今無處不在的衛星導航係統，我們對精準定位的需求如同永恒的火焰，不斷驅動著科技的進步。然而，即便是最先進的導航技術，其核心的精髓也離不開對時間信號的精確把握。本書《星海尋蹤：時空校準的奧秘與應用》並非聚焦於某一特定導航係統的技術細節，而是將目光投嚮瞭更為宏觀和基礎的領域——即時空校準的理論與實踐，以及其在多元化應用中的深遠影響。 我們生活在一個以時間為軸綫，空間為框架的宇宙中。信息的傳遞，從光信號的傳播到電磁波的脈衝，無不依賴於時空的屬性。而導航，本質上就是通過測量信號在時空中的傳播來確定自身位置的過程。當信號的齣發點和到達點之間存在微小的時間差異，或者信號傳播路徑受到時空擾動時，這些微小的“誤差”便成瞭我們理解和利用宇宙運行規律的關鍵。本書將深入剖析這些“時差”現象，揭示它們如何成為衡量和校準時空信息的重要依據，從而在廣闊的應用場景中發揮至關重要的作用。 我們希望通過本書，帶領讀者一同踏上一段關於時間、空間與信號交織的探索之旅。我們將從基礎的物理原理齣發，逐步深入到復雜的數學模型，最終展現時空校準技術如何在現實世界中解決一個個棘手的難題，從陸地到海洋，從航空到深空，甚至滲透到我們日常生活的方方麵麵。這不僅是一部關於技術的科普讀物，更是一次對人類探索精神的緻敬，對精密測量藝術的贊頌。 二、 時空基石：時間與空間的基本概念 在深入探討時空校準的奧秘之前，我們必須首先確立對時間與空間這兩個基本概念的深刻理解。它們是物理學中最基礎的範疇，也是一切測量和導航技術的基石。 時間的維度與測量： 時間，並非一個僅僅用於記錄事件的刻度。在物理學中，它被視為一個獨立的維度，與空間維度共同構成四維時空。時間的流逝，其本質是物質運動和變化的度量。從古老的日晷、滴漏，到機械鍾錶、石英晶體振蕩器，再到如今原子鍾的齣現，人類對時間的測量精度不斷提升，這直接推動瞭科學技術的進步。特彆是原子鍾，利用原子能級躍遷的固有頻率作為標準，能夠實現極高的穩定性與準確性，成為現代精密測量和導航係統的核心。本書將迴顧時間測量技術的發展曆程，並重點闡述高精度時間測量在校準時空信息中的不可替代性。我們將探討時間間隔測量、時間同步等概念，以及它們如何為後續的時空計算提供基礎數據。 空間的幾何與坐標係： 空間，是我們感知世界、定位物體的載體。它具有長度、寬度、高度等維度，並遵循著歐幾裏得幾何或非歐幾裏得幾何的規則。在導航領域，我們通過建立各種坐標係來描述物體在空間中的位置。從經緯度坐標到大地坐標，再到三維笛卡爾坐標，不同的坐標係有著各自的適用範圍和轉換規則。本書將介紹不同空間坐標係的構建原理，以及它們如何與時間信息相結閤，共同構建齣完整的時空信息。我們還會探討空間測量的基本方法，例如三角測量、距離測量等，以及它們在確定物體位置上的作用。 時空的相對性與相對論的影響： 隨著愛因斯坦相對論的提齣，我們對時空的理解發生瞭顛覆性的變革。狹義相對論揭示瞭時間膨脹和長度收縮現象，錶明時間並非絕對不變，而是與觀察者的運動狀態有關。廣義相對論則進一步指齣，引力場能夠彎麯時空，影響時間的流逝。雖然這些效應在宏觀世界中可能不那麼顯著，但在需要極高精度的導航係統中，如衛星導航，這些相對論效應就必須被考慮和修正。本書將簡要介紹相對論的基本概念，並重點闡述其對精密時空測量可能産生的潛在影響，以及在高級校準技術中如何應對這些影響。 三、 時差的玄機：信號傳播與時空擾動 “時差”，在本書的語境下，並非簡單的時區差異，而是指由於信號在時空中傳播所産生的各種時間偏移。這些時差的産生，是理解和利用時空校準技術的核心。 信號傳播延遲： 信號從發射端傳播到接收端，需要一定的時間。這個時間取決於信號傳播的距離和速度。對於電磁波（如無綫電波、微波），其在真空中的傳播速度接近光速。然而，在實際傳播過程中，信號會受到介質（如大氣層、電離層）的影響，導緻傳播速度發生變化，從而産生傳播延遲。本書將詳細分析不同傳播介質對信號傳播速度的影響，並介紹如何通過模型或測量來估算和補償這些延遲，以實現更精確的時間測量。 時鍾誤差與同步： 無論是發射端還是接收端，其內部的時鍾都可能存在固有的誤差，即頻率偏差和相位偏差。即使是最高精度的原子鍾，也無法做到絕對的完美。當發射端和接收端使用獨立的、未經同步的時鍾時，其測量的時間將存在係統性的偏差。因此，時鍾同步是實現精確時空測量的關鍵環節。本書將探討各種時鍾同步技術，包括基於信號的雙嚮同步、單嚮同步，以及基於網絡的同步協議。我們將分析不同同步方法的精度、復雜度和適用場景，並討論如何利用接收到的信號來校準和維持時鍾的精確度。 時空擾動的測量： 除瞭信號傳播延遲和時鍾誤差，時空本身也可能發生各種擾動，影響信號的傳播。例如，地球的引力場會引起局部時空的彎麯，從而影響信號的傳播速度和路徑；大氣的密度、溫度、濕度等變化也會影響電磁波的摺射。這些時空擾動如同在信號的傳播路徑上增加瞭額外的“障礙”，導緻測量結果的偏差。本書將深入探討這些時空擾動的影響機製，並介紹測量和補償這些擾動的方法。例如，通過多路徑信號的分析來估算大氣延遲，或者利用地磁場的模型來修正引力場的影響。 多徑效應與反射： 信號在傳播過程中，除瞭直接傳播路徑外，還可能通過反射、衍射等方式到達接收端，形成多條傳播路徑。不同路徑的信號到達時間存在差異，接收器在處理這些信號時，容易將最早到達的直達信號與延遲到達的反射信號混淆，導緻測量結果的誤差。本書將分析多徑效應的産生原因，並介紹如何通過信號處理技術，如自適應濾波、相關檢測等，來識彆和抑製多徑乾擾，提取最可靠的直達信號信息。 四、 精密校準：時差測量技術的核心方法 在理解瞭時差産生的根源後，本書將著重介紹實現精密時空校準的核心技術——即利用時差測量。 時間測量與時間差計算： 這是最基本但至關重要的環節。通過高精度計時設備，精確測量信號的發送時間和接收時間。然後，根據這些時間信息，結閤信號的傳播速度，計算齣信號在時空中傳播所經過的時間差。本書將詳細介紹各種時間測量技術，以及如何通過差分測量、相對測量等方法來消除或減小係統誤差，提高測量精度。 距離測量與定位原理： 時差測量最直接的應用就是距離測量。當知道信號的傳播速度時，通過測量信號的傳播時間差，就可以直接計算齣發射端和接收端之間的距離。例如，雷達係統利用發送和接收迴波信號的時間差來測量目標距離；聲納係統利用聲波的傳播時間差來測量水下目標距離。本書將詳細闡述基於時差測量的距離測量原理，並進一步介紹如何通過測量多個已知位置點到未知點的距離，利用三邊測量法（Trilateration）或其他定位算法，來確定未知點的位置。 頻率測量與速度估算： 除瞭測量時間差，對信號頻率的精確測量也能提供時空信息。例如，多普勒效應使得移動物體發齣的信號頻率發生變化。通過測量信號頻率的偏移，可以估算齣物體相對於接收器的相對速度。本書將介紹多普勒效應的原理，以及如何利用頻率測量技術來估算物體的運動速度，這在交通監控、目標跟蹤等領域有著廣泛應用。 相位測量與高精度同步： 在許多應用中，對時間信號的相位進行精確測量比測量時間間隔本身更為重要。例如，在無綫通信係統中，載波信號的相位信息承載著大量的數據。通過精確測量信號的相位差，可以實現極高精度的時鍾同步，甚至進行亞納秒級的時間同步。本書將深入探討相位測量技術，並介紹其在高精度時鍾同步、相位鎖定環（PLL）等領域的應用。 信號處理與濾波技術： 實際測量中，信號往往會受到噪聲的乾擾。為瞭從噪聲中提取齣有效的時差信息，需要運用先進的信號處理技術。本書將介紹包括傅裏葉變換、小波變換、卡爾曼濾波、粒子濾波等在內的常用信號處理和濾波算法，以及它們如何應用於時差信號的增強、去噪和參數估計。 五、 應用的星辰大海：時空校準技術的多元化圖景 時空校準技術並非孤立存在，其應用遍布我們生活的方方麵麵，深刻地影響著現代社會的運作。 全球導航與定位服務： 這是時空校準技術最廣為人知的應用。本書將探討如何通過分析來自多顆衛星的信號到達時間差，來精確計算地球上任何一點的位置、速度和時間。我們將介紹全球導航衛星係統（GNSS）的基本原理，以及其在民用導航、大地測量、災害監測等領域的關鍵作用。雖然本書不直接聚焦於某一導航係統，但它將為理解這些係統的基礎理論提供堅實的支撐。 高精度授時與通信： 在現代通信網絡、金融交易、電力調度等領域，精確的時間同步至關重要。微秒甚至納秒級的時間偏差都可能導緻嚴重的後果。本書將介紹如何利用先進的時空校準技術，實現全球範圍的高精度時間同步，確保各類係統的可靠運行。例如，基於網絡時間協議（NTP）和精確時間協議（PTP）的同步技術，以及利用衛星信號進行全球授時的方法。 測距與測速技術： 雷達、激光雷達（LiDAR）、聲納等是典型的基於時差或頻率測量技術的應用。本書將介紹這些技術在軍事偵察、自主駕駛、環境監測、海洋探測等領域的具體應用。我們將分析不同類型的測距測速係統的工作原理，以及它們如何利用時差信息來實現對目標的精確測量。 大地測量與地球物理勘探： 通過精確測量地球錶麵不同點之間的距離和高程，可以構建高精度的地理信息模型。時空校準技術在測量大地網、監測地殼形變、研究地球引力場等方麵發揮著不可替代的作用。本書將探討這些技術如何幫助我們更好地理解地球的運動和演化。 科學研究與深空探測： 在天文學、粒子物理學等基礎科學研究中，對時間與空間的精確測量是進行實驗觀測、驗證理論模型的基礎。在深空探測任務中，飛船的精確導航、與地麵控製中心的通信，都離不開高精度的時空校準技術。本書將展望這些技術在未來科學探索中的潛力。 工業自動化與智能製造： 在現代工廠中，機器人手臂的精確運動、生産綫的同步協調，都需要精確的時空信息。本書將介紹時空校準技術在工業自動化、智能製造、車間調度等領域的應用，展示其如何提升生産效率和産品質量。 六、 展望未來：挑戰與機遇 隨著科技的飛速發展，時空校準技術正麵臨著新的挑戰，同時也迎來瞭巨大的機遇。 技術瓶頸與前沿研究： 盡管現有技術已經相當成熟，但在某些極端環境下，如強引力場、高速運動、極端噪聲等，時空校準的精度仍然麵臨瓶頸。本書將探討當前研究的前沿方嚮，例如量子導航、新型時空度量方法、以及更魯棒的信號處理技術。 數據融閤與多源信息集成： 未來，對時空信息的獲取將越來越依賴於多源數據的融閤。將來自不同傳感器、不同導航係統、不同測量方法的信息進行有效整閤，將能夠顯著提升定位精度和可靠性。本書將展望數據融閤技術在時空校準領域的應用前景。 人工智能與時空校準： 人工智能，特彆是機器學習，在時空校準領域展現齣巨大的潛力。通過訓練模型，可以更有效地預測和補償時空擾動，提高信號處理的效率，甚至實現自主的係統校準。本書將探討AI如何賦能未來的時空校準技術。 新興應用領域： 隨著新技術的不斷湧現，時空校準技術將滲透到更多新興的應用領域，例如虛擬現實（VR）與增強現實（AR）中的精確空間定位、物聯網（IoT）設備的廣泛連接與協同工作、以及下一代通信係統（如6G）中的高精度時間同步需求。 七、 結語：理解時空，掌握未來 《星海尋蹤：時空校準的奧秘與應用》希望能夠為讀者打開一扇理解我們所處時空本質的窗戶，揭示那些隱藏在信號背後、支撐現代科技發展的精密測量藝術。時空校準技術，以其對時間與空間的深刻洞察，正在不斷重塑我們的世界，驅動著人類嚮著更精準、更智能、更廣闊的未來邁進。理解這些技術，不僅是對科學知識的渴求，更是對駕馭未來發展的能力的一次投資。願本書能成為您探索時空奧秘、洞悉技術前沿的忠實夥伴。

評分☆☆☆☆☆

《衛星導航時差測量技術》這個書名，一聽就帶著一種“高屋建瓴”的感覺，讓我感覺它不是那種泛泛而談的科普讀物，而是專注於某個特定技術領域，並且是目前非常前沿的領域。我本身是一個對“信息傳遞”和“同步性”有強烈好奇心的人。我經常會想，為什麼不同地方的人，能夠通過互聯網瞬間交流，或者為什麼一些大規模的科學實驗需要極其精確的時間同步。衛星導航的時差測量，在我看來，就是信息傳遞和時間同步在空間定位上的一個集大成者。我特彆期待書中能夠深入探討“時差”這個概念背後的時間維度，它是如何被量化，又如何被轉化為空間距離的。我想知道，這本書會不會講解一些關於“原子鍾”的知識，因為我隱約覺得，這種超高精度的時差測量，離不開極其穩定和精確的時間基準。我還會關注書中關於“信號傳播路徑”的討論，以及如何處理這些路徑上的各種不確定性。我希望這本書能夠讓我對“時差”這個概念有一個全新的、更深刻的認識，明白它不僅僅是時間的流逝，更是連接不同空間點、實現精準定位的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

《衛星導航時差測量技術》這本書，我拿到手的時候，就覺得這個名字挺有意思的，感覺像是打開瞭一個新世界的大門。我一直對那些高科技的東西，尤其是和天上星星有關的，特彆感興趣。雖然我本身不是做這方麵的專業人士，但是平時會關注一些科普類的文章，瞭解一些天文學、航空航天的基本知識。讀這本書之前，我最熟悉的“衛星導航”就是手機裏的GPS，覺得它很神奇，但具體是怎麼工作的，尤其是那個“時差測量”，對我來說完全是個謎。我猜想這本書應該會深入淺齣地解釋這個過程，比如，是不是有很多很多的衛星在天上轉，然後它們之間通過精確的時間信號來定位？“時差測量”聽起來就很有技術含量，是不是涉及到一些非常非常精密的計算和儀器？我期待它能給我揭示這個“看不見”的定位原理，讓我能更深刻地理解我們每天都在使用的技術背後隱藏的科學奧秘。這本書的厚度適中，排版也比較清晰，翻看目錄的時候，有一些章節的標題讓我眼前一亮，比如“多普勒效應在時差測量中的應用”之類的，光是聽起來就覺得很“硬核”，但是又忍不住想去瞭解。總之，我抱著一種“學習新知識，拓寬視野”的心情來讀這本書的，希望能從中獲得不少收獲。

評分☆☆☆☆☆

這本《衛星導航時差測量技術》，我拿到手裏第一感覺就是，這絕對是一本“硬菜”。我之前因為工作原因，接觸過一些關於信號處理和精密測量的內容，雖然不是直接和衛星導航相關的，但對那種追求極緻精度和復雜算法的嚴謹性，還是有一定瞭解的。所以，我拿到這本書，第一反應就是它的技術深度肯定不一般。我不是直接做這塊兒的，所以一開始會有一些術語和概念上的門檻，但我並不怕。我一直認為，真正有價值的書，就是能讓你走齣舒適區，去學習那些不熟悉但又極其重要的知識。我尤其期待書中關於“時差測量”的部分，這四個字本身就充滿瞭挑戰性。我想知道，在茫茫宇宙中，如何捕捉到那些微秒甚至納秒級彆的時差信號，並且如何將這些信號轉化為準確的空間位置信息。書中會不會涉及到一些先進的原子鍾技術，或者特殊的通信協議？會不會有關於誤差修正的詳細介紹，因為任何測量都會有誤差，而衛星導航的精度要求又如此之高。我猜想，這書裏肯定少不瞭大量的公式、模型和實驗驗證。雖然有些部分可能需要我反復琢磨，但這種智力上的挑戰，對我來說恰恰是一種享受。我希望這本書能帶我領略科學研究的魅力，感受工程師們在解決復雜工程問題時的智慧和毅力。

評分☆☆☆☆☆

拿到《衛星導航時差測量技術》這本書，我腦子裏第一個冒齣來的念頭就是：這絕對是科技的“內行讀物”。我本人雖然算不上行業專傢，但在平時關注科技新聞的時候，總是對那些“背後原理”特彆好奇。我之前對衛星導航的理解，基本上就是“一個衛星發送信號，我手機接收信號，然後就知道在哪兒瞭”。這種“簡單粗暴”的認知，顯然是遠遠不夠的。我總覺得，真正的定位技術，背後一定隱藏著極其復雜和精密的計算過程。而“時差測量”這幾個字，更是直指核心。我猜想，這本書應該會詳細講解，為什麼“時間差”能夠等同於“距離”，這裏麵涉及到物理學上的一些基本定律。我希望能在這本書裏看到，關於各種傳感器、接收器是如何協同工作的，以及它們如何處理那些極其微弱的信號。而且，我想知道，在不同的環境下，比如天氣不好、信號遮擋等等，這種時差測量是如何保持其穩定性和準確性的。書中會不會有一些關於算法優化、數據融閤的案例分析，來展示科學傢和工程師們是如何不斷突破技術瓶頸的？我期望這本書能讓我從一個“使用者”的角色，轉變為一個對“工作原理”有更深刻理解的“觀察者”。

評分☆☆☆☆☆

我對《衛星導航時差測量技術》的期待，更多的是源於我對“精度”這個概念的迷戀。我一直在思考，為什麼我們現在能夠如此精確地知道自己在地球上的任何一個角落的位置，甚至還能區分齣幾米、幾十厘米的差異。這種“近乎完美”的定位能力，在我的認知裏，簡直是人類智慧的結晶。我猜想，這本書的核心，應該就是如何通過測量“時間差”來實現這種極緻的精確。時間，在物理學裏是一個非常基礎但又極其微妙的概念，能夠用它來衡量距離，這本身就蘊含著深刻的物理原理。我特彆想知道，在書裏，作者會如何詳細地闡述“時差”是如何被捕捉的，是不是涉及到光速不變原理，或者更復雜的相對論效應？我想象書中會有關於不同類型的衛星導航係統（比如GPS、GLONASS、Galileo等）在時差測量策略上的差異分析，以及它們各自的優缺點。我還會關注書中對於各種乾擾因素的討論，比如大氣層延遲、多路徑效應等等，以及工程師們是如何設計巧妙的算法來剋服這些乾擾的。我期待這本書能夠用一種我能夠理解的方式，把我帶入到那個“精確到飛起”的測量世界，讓我真正明白“時差”是如何成為連接天與地、實現精準定位的橋梁。