北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)實驗教程

目錄
第0章 緒論 1
0.1 實驗教學(xué)在衛(wèi)星導(dǎo)航原理教學(xué)中的地位和作用 1
0.2 本實驗教程的內(nèi)涵與指導(dǎo)思想 2
0.3 實驗總目的和要求 2
0.4 如何做好衛(wèi)星導(dǎo)航實驗 3
0.5 開設(shè)本課程實驗所需的實驗條件 4
0.6 衛(wèi)星導(dǎo)航教學(xué)實驗平臺簡介 5
第一部分 衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理與方法實驗
第1章 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)原理實驗 9
1.1 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及導(dǎo)航信號頻點實驗 9
1.2 衛(wèi)星星歷采集實驗 14
1.3 偽距與載波相位采集實驗 17
1.4 衛(wèi)星信噪比與仰角關(guān)系實驗 20
1.5 衛(wèi)星導(dǎo)航接口控制文件實驗 23
第2章 衛(wèi)星導(dǎo)航時間系統(tǒng)轉(zhuǎn)換實驗 25
2.1 時間表示方式轉(zhuǎn)換實驗 25
2.1.1 格里高利歷與儒略日的轉(zhuǎn)換實驗 25
2.1.2 周+周內(nèi)秒與儒略日的轉(zhuǎn)換實驗 28
2.1.3 年+年積日+天內(nèi)秒與儒略日的轉(zhuǎn)換實驗 29
2.2 UTC 跳秒(閏秒)實驗 31
2.2.1 UTC 跳秒基礎(chǔ)實驗 31
2.2.2 UTC 跳秒查詢及應(yīng)用實驗 33
2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航時與UTC 的轉(zhuǎn)換實驗 34
2.3.1 北斗周+周內(nèi)秒與UTC 的轉(zhuǎn)換實驗 34
2.3.2 GPST 周+周內(nèi)秒與UTC 的轉(zhuǎn)換實驗 36
2.3.3 GPST 累積秒與周+周內(nèi)秒的轉(zhuǎn)換實驗 38
2.4 UTC 與本地時間轉(zhuǎn)換實驗 41
2.4.1 UTC 與本地時間的轉(zhuǎn)換實驗 41
2.4.2 UTC 與北京時間的轉(zhuǎn)換實驗 42
第3章 衛(wèi)星導(dǎo)航坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1 地心地固直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1.1 地心地固直角坐標(biāo)與大地經(jīng)緯高坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1.2 地心地固直角坐標(biāo)與地心經(jīng)緯高坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實驗 47
3.2 不同地固直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實驗 49
3.3 地心地固直角坐標(biāo)系與站心坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實驗 50
3.3.1 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)矩陣計算實驗 50
3.3.2 地心地固直角坐標(biāo)與東北天坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實驗 52
3.4 地心慣性坐標(biāo)系與地心地固直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換實驗 54
3.4.1 歲差和章動旋轉(zhuǎn)矩陣計算實驗 54
3.4.2 格林尼治恒星時及地球自轉(zhuǎn)矩陣計算實驗 56
3.4.3 極移旋轉(zhuǎn)矩陣計算實驗 58
3.4.4 地心慣性坐標(biāo)和地心地固直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實驗 59
第4章 衛(wèi)星軌道與鐘差計算實驗 62
4.1 衛(wèi)星星座構(gòu)型組成實驗 62
4.2 衛(wèi)星軌道及星座設(shè)計實驗 64
4.2.1 北斗星座設(shè)計實驗 64
4.2.2 GPS 星座設(shè)計實驗 66
4.3 根據(jù)開普勒軌道參數(shù)設(shè)計衛(wèi)星軌道實驗 67
4.4 根據(jù)歷書計算衛(wèi)星位置實驗 69
4.4.1 北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中等精度歷書計算衛(wèi)星位置實驗 69
4.4.2 北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簡約歷書計算衛(wèi)星位置實驗 73
4.4.3 北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)歷書計算衛(wèi)星位置實驗 75
4.4.4 GPS 歷書計算衛(wèi)星位置實驗 77
4.5 根據(jù)星歷計算衛(wèi)星位置實驗 79
4.5.1 北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)MEO/IGSO 星歷計算衛(wèi)星位置實驗 79
4.5.2 北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)MEO/IGSO/GEO 星歷計算衛(wèi)星位置實驗 84
4.5.3 GPS 星歷計算衛(wèi)星位置實驗 88
4.6 根據(jù)歷書計算衛(wèi)星鐘差實驗 93
4.6.1 北斗歷書計算衛(wèi)星鐘差實驗 93
4.6.2 GPS 歷書計算衛(wèi)星鐘差實驗 95
4.7 根據(jù)導(dǎo)航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 96
4.7.1 北斗導(dǎo)航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 96
4.7.2 GPS 導(dǎo)航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 97
第5章 導(dǎo)航信號傳播誤差修正實驗 99
5.1 北斗二號/GPS 電離層延遲改正實驗 99
5.2 北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)電離層延遲改正實驗 103
5.3 雙頻電離層延遲改正實驗 109
5.4 對流層延遲改正實驗 111
5.5 地球自轉(zhuǎn)效應(yīng)改正實驗 114
5.6 相位中心偏移改正實驗 116
5.7 相對論效應(yīng)改正實驗 118
第二部分 衛(wèi)星導(dǎo)航定位接收機(jī)實驗
第6章 導(dǎo)航信號捕獲跟蹤實驗 123
6.1 導(dǎo)航信號模擬實驗 123
6.2 導(dǎo)航信號捕獲實驗 127
6.3 導(dǎo)航信號跟蹤實驗 131
6.4 偽距觀測值輸出實驗 134
6.5 導(dǎo)航電文解析與測量實驗 137
6.5.1 北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航電文解析實驗 137
6.5.2 GPS 導(dǎo)航電文解析實驗 140
第7章 接收機(jī)定位實驗 143
7.1 可見性判斷實驗 143
7.2 幾何距離計算實驗 145
7.3 接收機(jī)定位解算實驗 148
第8章 接收機(jī)定位精度評估實驗 154
8.1 接收機(jī)定位精度評估準(zhǔn)則實驗 154
8.2 DOP 計算實驗 156
第9章 接收機(jī)測速實驗 160
9.1 多普勒頻移計算實驗 160
9.2 北斗接收機(jī)測速解算實驗 162
9.3 GPS 接收機(jī)測速解算實驗 164
第10章 接收機(jī)授時實驗 166
10.1 北斗接收機(jī)授時解算實驗 166
10.2 GPS 接收機(jī)授時解算實驗 168
第11章 NMEA0183 語句功能實驗 170
11.1 NMEA0183 語句獲取實驗 170
11.2 NMEA0183 常用語句解析實驗 172
第12章 接收機(jī)數(shù)據(jù)文件輸出與讀取實驗 176
12.1 RINEX 文件讀取實驗 176
12.1.1 觀測值文件讀取 176
12.1.2 導(dǎo)航電文文件讀取 179
12.1.3 氣象參數(shù)文件讀取 181
12.2 RINEX 文件應(yīng)用實驗 183
第三部分 衛(wèi)星導(dǎo)航高精度數(shù)據(jù)處理實驗
第13章 多系統(tǒng)融合定位實驗 187
13.1 多系統(tǒng)時間同步實驗 187
13.1.1 BDT 與UTC 同步實驗 187
13.1.2 BDT 與其他GNSS 時間同步實驗 190
13.2 多系統(tǒng)融合定位解算實驗 191
13.2.1 北斗+GPS 雙系統(tǒng)融合定位實驗 191
13.2.2 北斗+GLONASS 雙系統(tǒng)融合定位實驗 195
13.2.3 北斗+Galileo 雙系統(tǒng)融合定位實驗 197
13.2.4 北斗+GPS +Galileo 三系統(tǒng)融合定位實驗 199
13.2.5 全球四系統(tǒng)融合定位實驗 202
第14章 實時差分定位實驗 205
14.1 RTCM 協(xié)議解析實驗 205
14.2 RTK 解算實驗 209
14.3 整周模糊度解算實驗 213
第15章 精密單點定位實驗 218
15.1 sp3 精密星歷與鐘差獲取實驗 218
15.2 sp3 精密星歷文件讀取實驗 219
15.3 鐘差文件讀取實驗 221
15.4 傳播誤差模型校正實驗 223
15.4.1 衛(wèi)星天線相位中心變化改正實驗 223
15.4.2 接收機(jī)天線相位中心變化改正實驗 226
15.4.3 相位纏繞改正實驗 228
15.4.4 固體潮改正實驗 230
15.5 PPP 解算實驗 232
第16章 后處理基線解算實驗 238
16.1 單基線解算實驗 238
16.2 多基線解算實驗 239
16.3 網(wǎng)平差解算實驗 242
第四部分 衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用實驗
第17章 基于安卓系統(tǒng)的導(dǎo)航定位應(yīng)用實驗 249
17.1 安卓導(dǎo)航定位APP 開發(fā)環(huán)境搭建實驗 249
17.2 智能移動終端定位APP 開發(fā)實驗 251
參考文獻(xiàn) 255