课程概述

  • 利用卫星导航定位系统（GNSS）来采集空间点位信息是现代最主要的定位技术，测绘工程、地理信息科学、遥感科学与技术、地理科学、地球物理学、土木工程等专业的人员都应该学习这门课程；

  • 这门课的主题是GNSS基本原理以及在测绘领域的应用，在测绘领域，定位精度是最高的，因此，数据的处理方式有其特殊性。

  • 通过学习这门课程，你能够了解有关导航卫星、信号调制和传输以及解码、伪随机码、自相关性、伪随机码测距、地球大气层及对无线电波的影响等方面的知识，深入理解空间和时间、惯性坐标系、地球坐标系、时空一体化、相对论等理论，掌握单点定位、相对定位的基本原理，熟练使用GNSS接收机进行静态测量，动态测量，熟悉掌握一种数据处理软件。

  • 本课程具现势性，尤其是中国的北斗正在建设当中，课程要结合目前的进展进行介绍。通俗简单是本课程的亮点。

预备知识

1.测量学：大地坐标，高斯平面直角坐标，高程，平面控制网，高程控制网，导线，三角网，地形图，误差，限差，相对误差，权，闭合差，相对闭合差

2.测量平差：间接平差（参数平差）原理，误差方程，法方程，方差协方差，协因数，精度估算，点位误差

3.大地测量：大地坐标系和空间三维直角坐标系的转换、不同空间直角坐标系之间的转换、 不同平面直角i坐标系的转换，大地高，正常高，大地水准面差距，高斯投影

4.无线信号传输：载波、调制、解调等方式和表达


授课大纲

本课程将参照以下章节，并按照太原理工大学《GNSS卫星定位原理及应用》（校内课程编号：00004015）教学大纲进行。


第1章  绪论

1.1 GNSS的发展和应用；1.2 GNSS的组成部分

第一次作业

第一次单元测验

第2章坐标系统

2.1 天球坐标系；2.2 地球坐标系；2.3天球坐标和地球坐标的转换

第二次单元作业

第二次单元测验

第3章时间系统

3.1恒星时和平太阳时 3.2世界时和地方时 3.3原子时和协调世界时 3.4GNSS时间系统

第三次单元作业

第三次单元测验

第4章卫星运动基础与位置计算

4.1卫星的无摄运动 4.2卫星的受摄运动 4.3GPS广播星历 4.4用广播星历计算卫星位置

第四次单元测验

第四次单元作业

第5章卫星导航电文与卫星信号

5.1GPS导航电文 5.2伪随机噪声码 5.3GPS信号

5.4伪距测量原理及基本观测方程 5.5载玻相位测量原理及基本观测方程

第五次单元作业

第五次单元测验

第6章卫星定位误差

6.1钟差和相对论效应 6.2电离层折射

6.3对流层折射 6.4多路径误差 6.5设备误差

第6次单元作业

第6次单元测验

第7章GNSS定位基本原理

7.1单点定位原理

7.2观测值的求差运算 7.3双差相对定位原理

7.4周跳的探测和修复 7.5模糊度解算策略

第7次单元作业

第7次单元测验

第8章差分定位原理及应用

8.1单机站差分GPS的种类和原理 8.2网络RTK的虚拟参考站技术 8.3连续运行参考站系统（CORS）简介 8.4GPS增强系统简介

第8次单元作业

第8次单元测验

第9章 GNSS控制测量

9.1 GNSS控制网的设计；9.2 GNSS外业准备和技术设计书的编写；9.3 GNSS测量外业工作

9.4 GNSS测量的数据处理

第9次单元作业

实验报告：GNSS控制网的数据处理

第9次单元测验

参考资料

1.赵长胜，周立，王爱生等.GNSS原理及其应用，北京：测绘出版社，2015

2.党亚民，秘金钟，成英燕.全球导航卫星系统原理与应用，北京：测绘出版社，2007

3.李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理，武汉：武汉大学出版社，2010年

4.刘大杰，施一民，过静珺.全球定位系统（GPS）的原理与数据处理，上海：同济大学出版社，1996

5.王爱生.GNSS测量数据处理,徐州：中国矿业大学出版社，2010

6.徐绍铨，张华海，杨志强等. GPS测量原理及应用，武汉：武汉大学出版社，2012

常见问题

以下问答由MOOC平台提供，关于太原理工大学《GNSS卫星定位原理及应用》（校内课程编号：00004015）课程进行过程中的其他问题，请详询任课老师、学院教科办和学校教务处。

Q :  我可以参与一门已经开课的课程吗？A :  不同课程的注册条例会有区别。一些开课老师会较早关闭注册以保证学生获得较为完整的课程体验，但是大多数老师会将注册时间开放至课程开始后几天到几周不等的时间。不过如果你较晚注册课程，相关的截止时间并不会推迟，因此你需要查看课程公告及评分标准以确定自己错过的内容。如果你已经错过了许多重要的截止时间，你仍可以通过观看视频及思考问题旁听课程（你无法得到课程证书），或者等待该课再次开课。

Q :  课程是免费的吗：A :  是的，现在中国大学MOOC平台上的课程都是免费的，你可以自由选择喜欢的课程学习。

Q :  完成课程后，我是否能够得到大学的学分？A :  目前平台上的课程暂时还不能代替大学学分。

Q :  我是否需要完成所有的作业？A :  不需要。如果你想要获得课程证书，你需要按照授课老师制定的课程大纲和评分标准完成相关作业；如果你不需要证书，仅是为了扩充知识，你可以根据自己的时间与需要自由安排学习进程。

Q :  我可以同时选择多门课程吗？A :  可以。一名学员可注册的课程数不受限制，利用你的时间尽情学习吧。

Q :  我可以重复选择同一门课程吗？A :  可以。许多课程会多次开课，你可以多次报名。在新的开课班次中，你在上个班次的学习记录将不会被保留。如果要获得课程证书，你需要从零开始完成相关的学习任务。