全球导航卫星系统及其应用 9787503035906 测绘出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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刘基余著 著

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出版社： 测绘出版社

ISBN：9787503035906

商品编码：28515662034

包装：平装

出版时间：2015-05-01

基本信息

书名：全球导航卫星系统及其应用

定价：59.00元

作者：刘基余著

出版社：测绘出版社

出版日期：2015-05-01

ISBN：9787503035906

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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本书是作者自20世纪80年代中期从事GNSS教学和科研工作以来的近30年知识积累表述，该书的特点如下：
　　一、资料新颖，系统评论了GPS、GLONASS、北斗、Galileo、WAAS、EGNOS、QZSS、IRNSS、DORIS、PRARE的现况与发展；
　　二、深入浅出，精辟论述了卫星导航所需的卫星轨道和伪噪声码等多学科的基本知识；
　　三、立论科学，透彻论述了GNSS伪距/载波相位测量原理及其导航定位方法；
　　四、启迪深究，清晰提出了GNSS信号接收机的研制难点及其破解之道，以及GNSS卫星导航电文及其更新法；
　　五、立足实用，详细介绍了GNSS大地坐标系及其应用问题，以及GNSS导航定位测量误差及其削弱方法；
　　六、著作，精明论述了卫星激光测距(SLR)对GNSS卫星导航电文的作用与影响；
　　七、鲜为人知，给出了GPS L3、L4、L6信号等鲜为人知的信息图表。

内容提要

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本书介绍了四大导航系统以及各区域系统及其源系统，提出了导航电文及其更新方法、伪距/载波相位测量及其误差削弱途径、接收机研制难点及其破解之道，是一部可下个十年的资料新颖、立论科学、启迪深究的好作品。

目录

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作者介绍

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刘基余，教授、博士生导师，兼任纽约科学院外籍院士，在国内外期刊上共发表了280余篇相关研究论文。

文摘

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序言

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现代地球科学探索：跨学科前沿研究 本书籍致力于呈现当前地球科学领域中，那些与全球导航卫星系统（GNSS）技术应用直接关联，但内容和视角又有所区别的、具有创新性和前瞻性的研究成果与理论体系。 我们的目标是构建一个知识矩阵，探讨如何在不同的学科框架下，利用或拓展GNSS所提供的基础数据与技术，解决全新的科学难题，并推动相关领域的理论进步。 第一篇章：高精度大地测量学与地球物理场动态监测 本篇章将深入探讨大地测量学如何超越传统的定位和测绘范畴，成为实时监测地球内部和外部动力学过程的关键工具。 1.1 实时地壳形变与地震构造学： 重点阐述超越标准GNSS数据处理，应用于监测构造板块边界、断层蠕变和火山形变的研究方法。讨论如何结合InSAR数据和高频GNSS观测，构建三维地壳形变场模型，特别关注小震群、慢滑移事件（SSEs）以及地震后形变恢复过程的精细化分析技术。内容包括对复杂背景噪声（如大气延迟、非潮汐海洋载荷）的建模与分离技术，以及如何利用这些数据约束区域地质构造模型。 1.2 地幔动力学与地壳深部结构反演： 探讨如何通过分析长期、高精度的GNSS垂直位移时间序列，间接约束地幔对流和岩石圈后冰川均衡调整（GIA）的速率和特征。引入新的地球物理模型，将GNSS观测作为边界条件，结合重力场数据（如GRACE/GRACE-FO），实现对地壳、地幔界面物质迁移过程的耦合反演。重点分析区域性的地幔热柱活动和地幔楔的动力学响应。 1.3 海洋水文与冰川学： 关注GNSS技术在海洋水文和冰雪圈中的应用拓展。内容涵盖利用GNSS-R（反射）技术反演海面粗糙度、风场及海冰厚度；以及利用高精度连续站网络监测冰盖质量平衡和冰川运动速率。着重介绍垂直位移速率在冰川消融区对冰川物质平衡的指示意义，以及如何利用GNSS数据校准和验证遥感反演模型的准确性。 第二篇章：环境遥感与大气科学的新范式 本部分聚焦于大气层和水圈的特征探测，展示如何将GNSS信号本身视为一种独特的探针，用于获取传统传感器难以测量的环境信息。 2.1 对流层水汽时空变异性研究： 详细阐述利用GNSS天顶对流层延迟（ZTD）产品，进行高时间分辨率的水汽总量（PWV）反演和监测技术。深入分析ZTD数据在短时强降水、局地强对流天气预报中的应用潜力，包括数据同化方案的设计，以及如何利用机器学习方法从海量的ZTD时间序列中提取出与天气系统相关的特征信号。 2.2 空间天气与电离层结构探测： 重点讨论利用双频或多频GNSS接收机观测到的电离层总电子含量（TEC）数据，研究中高层电离层的快速变化、扰动传播及其对通信导航系统的影响。内容包括电离层闪烁（Scintillation）的监测、全球/区域电离层模型（如IRI-2016的局地修正）的构建，以及如何利用TEC梯度信息识别极光边界和电离层不均匀体。 2.3 城市热岛效应与微气候监测： 探讨如何结合GNSS接收机安装点位的环境特征（如周围植被覆盖度、建筑高度等），利用其所处的地表微气候观测数据，分析城市热岛效应的空间分布规律及其与地表能量平衡的关系。这是一种新型的、地面锚定的环境遥感辅助研究。 第三篇章：高级数据处理与信息融合的理论前沿 本章节超越了对原始GNSS定位结果的直接应用，转向更深层次的数据科学与信息融合方法论。 3.1 观测方程的非线性优化与智能滤波： 介绍在复杂非线性运动模型下，超越标准卡尔曼滤波（KF）的先进状态估计技术，如扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（UKF）以及粒子滤波（PF）在处理高动态平台（如无人机、高速列车）下的定位导航问题中的应用。重点分析如何处理观测噪声和过程噪声的非高斯特性。 3.2 多源异构数据融合框架： 探讨如何构建一个鲁棒的框架，将GNSS数据（高精度定位/测速）与惯性测量单元（IMU）、激光雷达（LiDAR）、视觉传感器（Vision）进行紧密耦合。重点分析基于因子图（Factor Graph）或约束优化方法实现数据融合，以克服单一传感器在特定环境（如城市峡谷、水下）下的局限性，强调融合算法对系统鲁棒性和实时性的提升。 3.3 机器学习在GNSS性能评估中的应用： 介绍利用深度学习模型（如LSTM、CNN）对GNSS原始观测数据（如伪距、载波相位残差）进行特征提取，以自动识别和分类信号干扰源（如欺骗、堵塞）的方法。同时，探讨如何利用这些模型来预测和补偿系统误差，提高在弱信号环境下的定位精度和可用性。 第四篇章：未来基础设施与地空信息安全 本部分展望未来十到二十年内，支撑现代信息社会运行的关键基础设施与信息安全挑战。 4.1 跨星座融合与时间同步网络： 讨论如何有效整合北斗、伽利略、GPS、格洛纳斯等多个GNSS星座的数据流，实现全球范围内更高的可用性和几何精度因子（DOP）。重点研究不同系统间时间基准的对准、时间差（Inter-System Bias, ISB）的精确估计与消除技术，以及建立下一代全球统一时间同步网络的基础架构。 4.2 韧性导航与抗干扰技术： 鉴于现代社会对定位服务的强依赖性，本章深入分析针对日益增长的射频干扰（RFI）和恶意欺骗（Spoofing）攻击的防御策略。内容包括接收机级别的信号处理（如自适应波束形成）、多路径抑制技术，以及基于增强信号（如地面增强系统或局部辅助定位技术）的韧性导航方案设计与评估。 4.3 量子技术对未来定位测量的潜在影响： 探讨量子传感器（如原子钟、光流体陀螺仪）的发展趋势，及其与传统GNSS的集成路线图。分析量子技术有望在GNSS完全失效的环境下，提供长期、高精度的自主导航能力，以及对现有大地测量基准和时间系统的长期稳定性带来的革命性影响。 本书的读者群主要面向 资深科研人员、从事地球物理、测绘工程、大气科学、空间科学及计算机信息科学的博士生和研究生，以及在国防、航空航天、高级工业控制领域中对下一代高精度时空基准有迫切需求的工程师。本书旨在提供一个广阔的视野，展示如何利用和扩展现有导航技术的基础，去解决跨越多个学科的前沿科学问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格给我一种非常“工匠精神”的感觉，每一个章节都透露出作者 오랜(오랜)的经验积累和对细节的执着。它不是那种追求快速普及的科普读物，而是面向那些希望深入骨髓理解技术内核的实践者。我特别注意到，作者在描述软件实现和算法流程时，使用的术语非常精准，并且会引用大量的经典文献来佐证观点，这使得整本书的论述具有很强的学术权威性。比如在涉及到大地水准面模型建立和高度系统转换的章节，它提供的公式推导和参数选择的讨论，清晰地展示了从理论到实际工程转换中的所有“陷阱”和最佳实践。对于我这种需要定期编写技术规范和进行第三方设备选型的人来说，这本书提供了一个坚实的基准线，让我能够清晰地判断不同厂商产品的优劣，而不是盲目跟从市场宣传。它教会我的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么必须这样做”。

评分☆☆☆☆☆

这本《全球导航卫星系统及其应用》的封面设计得很有科技感，深邃的蓝色背景搭配着精密的卫星轨道图，一下子就能抓住我的眼球。我本身是做地理信息系统的，所以对GNSS技术一直很关注。这本书的排版非常清晰，图文并茂，尤其是那些复杂的数学模型和算法推导，作者都用非常直观的图示来辅助说明，这对我这个偏爱实践操作的人来说简直太友好了。我记得有几个章节详细讲解了实时动态定位（RTK）和精密单点定位（PPP）的技术细节，这些都是我们日常工作中经常要面对的难题。作者不仅仅是罗列了理论，更深入地探讨了不同环境下信号误差的校正方法，比如对流层和对流层延迟的影响，以及如何通过不同的模型进行优化。读完这些部分，我感觉我对GNSS的理解不仅仅停留在“知道它能定位”的层面，而是真正理解了它背后的物理原理和工程实现。这本书对于想要从理论层面深入挖掘技术细节的专业人士来说，绝对是一本不可多得的参考资料，它提供了一种非常扎实的知识基础。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚翻开这本书的时候，我对它的期望值并没有那么高，以为又是一本充斥着晦涩术语和公式堆砌的教材。但阅读过程中，我发现作者的叙述方式非常灵活，有一种将枯燥技术变得生动起来的魔力。尤其是在讲到导航电文结构和信号处理部分时，作者竟然能用生活化的比喻来解释复杂的编码和调制过程，这让一个非通信专业背景的人也能快速跟上思路。我特别欣赏作者在讨论应用案例时所展现出的广度和深度。它不仅仅局限于传统的测绘和导航，还涉及到了高精度授时、灾害监测乃至无人机编队控制等前沿领域。这些跨学科的应用展示，极大地拓宽了我的视野，让我开始思考如何将GNSS技术更有效地融入我目前负责的智慧城市项目中。这本书的结构安排也很有逻辑性，从系统组成到信号接收，再到数据处理和应用，层层递进，让人感觉每一步的学习都是在为更高阶的知识做铺垫，非常适合系统性学习。

评分☆☆☆☆☆

我拿到这本书的时候，正好在处理一个涉及到城市峡谷环境中GNSS信号遮挡和多路径效应的难题。我抱着试试看的心态翻到了关于信号传播特性的那部分，结果发现作者对多路径效应的建模和识别技术有着非常独到的见解。书中不仅分析了城市环境中常见的反射、绕射现象，还提供了一些基于先进滤波技术（比如卡尔曼滤波的改进版本）来抑制多路径误差的思路和伪代码片段。虽然我没能完全照搬其中的所有高级算法，但它提供的理论框架和思路引导，让我能够迅速定位到问题的关键症结，并启发了我自己设计了一套简易的现场验证方案。这本书的价值在于，它不仅仅停留在对现有技术的描述，更像是对未来技术发展方向的一种预研和思考的沉淀。对于想要在GNSS领域进行前沿探索的研究生或者工程师来说，这本书无疑是一份宝贵的知识地图。

评分☆☆☆☆☆

这本书的厚度确实让人望而生畏，但一旦沉浸进去，时间仿佛过得飞快。我尤其喜欢它在讨论误差源和精密定位策略时的那种严谨和不妥协的态度。很多市面上流传的资料对于误差处理往往是泛泛而谈，但这本书却对各种误差的特性、量化模型以及针对性的抗差分策略进行了详尽的阐述，甚至提到了最新的基于卫星观测数据的精密轨道和钟差产品的获取方法。这对于追求亚米级甚至厘米级定位精度的用户来说，是至关重要的“内功心法”。我记得有一章专门分析了多星座融合定位（如GPS、北斗、伽利略的兼容与互操作性），这在当前全球导航系统竞争与合作的大背景下，显得尤为及时和重要。作者没有偏袒任何一个系统，而是客观地对比了它们的性能指标和技术特点，帮助读者建立起一个全面的、不受单一系统局限的认知框架。读完后，我感觉自己在面对复杂的工程问题时，多了一套可以信赖的分析工具箱。