《全球定位系統(tǒng)原理》課程教學大綱

1、全球定位系統(tǒng)原理課程教學大綱課程名稱（中文/英文）：全球定位系統(tǒng)原理/Global Positioning System 課程編碼：12024019 課程類型：專業(yè)選修課 課程性質(zhì)：專業(yè)主干課 適用范圍：04地理信息系統(tǒng)學分數(shù)：3 先修課程：高等數(shù)學測量學線性代數(shù) 學時數(shù)：54 其中：實驗/實踐學時：8課外學時： 考核方式：考查 制定日期：2004年 制定單位：廣州大學地理科學學院 審核者： 夏麗華 執(zhí)筆者：曹學寶 一、教學大綱說明1.課程的地位、作用該課程是一門專業(yè)課。GPS由于其自身的獨特的優(yōu)勢，GPS目前已經(jīng)應用也越來越廣泛，GPS、RS、GIS共稱為”3S”，其對于地學領域的信息化意義

2、重大。利用GPS進行測量，特別是大范圍的控制測量、工程領域的精密測量，它的速度，精確性都是非常高的。所以，對于GIS專業(yè)的學生來說，GPS是用于GIS的前期的數(shù)據(jù)獲取的理想工具，學生學好了GPS,就可以拓寬知識面，便于以后進行3S集成方面的學習。2.課程教學的目的和任務全球定位系統(tǒng)的目的是傳授有關GPS測量原理、利用GPS進行絕對定位和相對定位及后期數(shù)據(jù)處理的相關知識。任務是不僅要教會學生的有關GPS測量的原理，還要通過實踐學會操作GPS，學會使用儀器，學會組織GPS測量的，最后還要學會對測量的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)的處理以得到較為精確的數(shù)據(jù)。3.課程教學方法與手段課程綜合課堂的講授，課內(nèi)實踐以及習題，

3、討論的方法來傳授知識，課堂講授的主要內(nèi)容是基礎知識，另外還需要通過習題、討論加深印象，最后實踐性內(nèi)容通過課內(nèi)實踐來傳授。4.課程與其他課程的聯(lián)系本課程邏輯性比較強，對數(shù)學的要求較高，所以需要同學們學習過高等數(shù)學，線性代數(shù)，測量學等課程，學習了這門課程以后同學們可以研修3S集成的相關課程。5.教材與教學參考書本課程教材：劉基余等著.GPS衛(wèi)星導航定位原理與方法. 科學出版社.2003參考教材：徐紹銓著. GPS測量原理及應用.武漢大學出版社.2001周忠謨著.GPS衛(wèi)星測量原理與應用.測繪出版社.2001二、課程的教學內(nèi)容、重點和難點第一章 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)概論1. 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的發(fā)展回顧第

4、二節(jié)GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)第三節(jié)GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)第四節(jié)GPS外部增強系統(tǒng)第五節(jié)GPS航天飛機測圖系統(tǒng)第六節(jié) 地球同步衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)第七節(jié) 建設中的Galieo衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。重點：GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)；GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)；GPS航天飛機測圖系統(tǒng)；地球同步衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)難點：GPS外部增強系統(tǒng)第二章 GPS衛(wèi)星及其軌道第一節(jié) 導航衛(wèi)星的正常軌道第二節(jié) 導航衛(wèi)星的攝動第三節(jié) GPS衛(wèi)星工作星座第四節(jié) GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)的作用第五節(jié) GPS衛(wèi)星的導航電文第六節(jié) GPS衛(wèi)星在軌位置的計算重點：導航衛(wèi)星的正常軌道；導航衛(wèi)星的攝動；GPS衛(wèi)星工作星座；GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)的

5、作用；GPS衛(wèi)星的導航電文；GPS衛(wèi)星在軌位置的計算難點：GPS衛(wèi)星的導航電文；GPS衛(wèi)星在軌位置的計算第三章 GPS衛(wèi)星的導航定位信號第一節(jié) 導航定位信號概述第二節(jié) 偽噪聲碼及其生成第三節(jié) 幾種特殊偽噪聲碼第四節(jié) GPS衛(wèi)星的偽噪聲碼第五節(jié) GPS的SA影響第六節(jié) GLONASS信號與導航電文。重點：導航定位信號概述；偽噪聲碼及其生成；幾種特殊偽噪聲碼；GPS衛(wèi)星的偽噪聲碼GPS的SA影響；GLONASS信號與導航電文難點：GPS衛(wèi)星的偽噪聲碼；GPS的SA影響第四章 GPS信號接收機 第一節(jié)GPS信號接收機的類型與發(fā)展第二節(jié)GPS信號接收機的基本結構2. 微帶天線3. GPS信號接收機的工

6、作原理4. GPS觀測量及其測量5. GPS/GLOSS集成接收機6. GPS信號接收機的基本性能檢驗。 重點：GPS信號接收機的類型與發(fā)展；GPS信號接收機的基本結構；微帶天線；GPS/GLOSS集成接收機；GPS信號接收機的基本性能檢驗難點：GPS信號接收機的工作原理；GPS觀測量及其測量第五章 GPS偽距測量定位 第一節(jié)GPS偽距單點定位第二節(jié)GPS偽距差分定位第三節(jié)DGPS數(shù)據(jù)鏈第四節(jié)RTCM SC-104數(shù)據(jù)格式及其應用重點：GPS偽距單點定位；GPS偽距差分定位；DGPS數(shù)據(jù)鏈難點：RTCM SC-104數(shù)據(jù)格式及其應用 第六章 GPS載波相位測量定位第一節(jié) 載波相位測量第二節(jié) G

7、PS載波相位測量的單點定位問題第三節(jié) GPS載波相位測量的DGPS模型第四節(jié) GPS載波相位測量與偽距測量的組合解算第五節(jié) GPS載波相位測量的姿態(tài)測定應用重點：GPS載波相位測量；GPS載波相位測量的單點定位問題；GPS載波相位測量的DGPS模型；GPS載波相位測量與偽距測量的組合解算；GPS載波相位測量的姿態(tài)測定應用難點：GPS載波相位測量的DGPS模型；GPS載波相位測量與偽距測量的組合解算第七章 GPS動態(tài)載波相位測量的數(shù)據(jù)處理方法第一節(jié)GPS動態(tài)載波相位測量概論第二節(jié) 卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理模型第三節(jié) 附加模糊度參數(shù)濾波模型第四節(jié) 整周跳變的探測與修復第五節(jié) 整周模糊度的在航解算第六節(jié)G

8、PS動態(tài)載波相位測量的工程實施重點：GPS動態(tài)載波相位測量概論；卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理模；附加模糊度參數(shù)濾波模型；整周跳變的探測與修復；整周模糊度的在航解算難點：卡爾曼濾波數(shù)據(jù)處理模；附加模糊度參數(shù)濾波模型；整周跳變的探測與修復第八章 GPS導航定位誤差第一節(jié) GPS衛(wèi)星導航定位的精度、誤差與偏差第二節(jié) GPS衛(wèi)星導航定位的主要誤差第三節(jié) 電離層效應的距離偏差及其改正誤差第四節(jié) 對流層的距離偏差及其改正誤差第五節(jié) 多路徑誤差第六節(jié) GPS現(xiàn)代化的作用與影響重點：GPS衛(wèi)星導航定位的精度、誤差與偏差；GPS衛(wèi)星導航定位的主要誤差；電離層效應的距離偏差及其改正誤差；對流層的距離偏差及其改正誤差；多路徑

9、誤差難點：電離層效應的距離偏差及其改正誤差；對流層的距離偏差及其改正誤差；多路徑誤差第九章 GPS測量成果的實用問題第一節(jié)WGS-84坐標變換成本地實用坐標第二節(jié)WGS-84坐標的變換基礎第三節(jié) 大地坐標變換成高斯平面直角坐標第四節(jié)GPS定軌的激光測距校驗第五節(jié) 機載GPS/激光測深系統(tǒng)重點：WGS-84坐標變換成本地實用坐標；WGS-84坐標的變換基礎；大地坐標變換成高斯平面直角坐標；GPS定軌的激光測距校驗難點：大地坐標變換成高斯平面直角坐標；多路徑誤差三、學時安排 教學內(nèi)容 各教學環(huán)節(jié)學時分配采用何種教學手段章節(jié) 主要內(nèi)容講授實習討論習題小計第一章衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)概論4幻燈片第二章GPS衛(wèi)星及其軌道5幻燈片第三章GPS衛(wèi)星的導航定位信號6幻燈片第四章GPS信號接收機4幻燈片實