hi,小慕
GNSS原理与应用
第6次开课
开课时间: 2022年02月28日 ~ 2022年06月30日
学时安排: 5小时每周
当前开课已结束 已有 2090 人参加
立即自学
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课程详情
课程评价(65)
spContent=GNSS英文全称为Global Navigation Satellite System,即全球卫星导航系统,是一种利用卫星进行导航、定位、测量的系统,包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗。在测绘领域,利用GNSS能进行高精度的静态和动态测量,在军事、交通、农业、林业、渔业、公安等方面有广泛的用途。
GNSS英文全称为Global Navigation Satellite System,即全球卫星导航系统,是一种利用卫星进行导航、定位、测量的系统,包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗。在测绘领域,利用GNSS能进行高精度的静态和动态测量,在军事、交通、农业、林业、渔业、公安等方面有广泛的用途。
—— 课程团队
课程概述
  • 利用全球卫星导航系统(GNSS)来采集空间点位信息是现代最主要的定位技术,地理科学、地理信息科学、地球物理学、土木工程、测绘工程、遥感科学与技术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,你能够了解有关卫星导航、信号调制和传输、伪随机码、自相关性、伪随机码测距、地球大气层等方面的知识,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,尤其是中国的北斗卫星导航系统已经建成并开通运行,课程尽量把北斗的有关内容加入进来,你在掌握北斗知识的同时也激发出你的爱国主义情操,增强民族自信心和自豪感。

授课目标

江苏师范大学以高水平大学为建设目标,其测绘工程专业主要培养能够从事大地测量、工程测量、摄影测量与遥感、地图制图、地理国情监测、地理信息系统、导航与位置服务等方面的人才。使用GNSS(全球卫星导航系统)进行测量是从事上述专业必备的技能。学生应达成如下目标:

1.知识层面,掌握GNSS系统的工作原理、掌握GNSS导航定位的基本原理。 

2.能力层面,编制GNSS测量的技术书,使用GNSS进行静态和动态测量,正确使用公式进行有关推演和计算。

3.素养层面,在大地测量学、天文学、卫星动力学、无线电数字通讯、地球物理学等方面的素养得到一定程度的提升,为进一步深造打下基础。

 

课程大纲
绪论
课时目标:了解全球导航定位系统(GNSS)的发展情况,重点了解中国的北斗的发展过程,掌握GNSS由哪几部分构成,各部分的功能、设备,各部分之间如何协调工作。
1.1 GNSS的发展和应用
1.2 GNSS的组成部分
坐标系统
课时目标:掌握天球、岁差、章动、极移等概念,掌握建立天球坐标系和地球坐标系的方法,掌握瞬时坐标和协议坐标的概念,了解瞬时坐标和协议坐标的转换过程和公式,了解地球坐标到天球坐标的转换原理和过程。
2.1 天球坐标系
2.2 地球坐标系及天球坐标到地球坐标的转换
时间系统
课时目标:了解时间系统的定义方法,掌握GPS时和世界时之间的转化公式,了解GNSS计时方式。
3.1 世界时和地方时
3.2 协调世界时和GNSS时
卫星运动基础与位置计算
课时目标:了解卫星运动的原理,掌握广播星历中各项目的含义,能够使用广播星历计算卫星的位置
4.1 卫星的无摄运动
4.2 卫星的受摄运动
4.3 广播星历
卫星导航电文与卫星信号
课时目标:了解卫星导航电文的基本格式,掌握伪随机码的生成原理,掌握GPS的C/A码和北斗码(其中的一种)的结构,掌握伪随机码测量距离的基本原理,了解载波相位测量的基本原理,掌握模糊度、周跳等基本概念。
5.1 GNSS信号
5.2 导航电文
卫星定位基本原理
课时目标:掌握单点定位的基本原理,能够利用卫星坐标、观测伪距列出伪距观测方程进而解算天线坐标,掌握DOP的概念的计算公式,了解载波相位的各种求差计算方法,知道为什么求差,了解相对定位的几种模型,了解周跳探测的几种方法,了解模糊度解算的搜索法。
6.1 GNSS观测值及基本观测方程
6.2 单点定位原理
6.3 相对定位原理
6.4 周跳探测与模糊度解算
卫星定位误差
课时目标:掌握使用两个载波消除电离层误差的原理和公式,能够使用单层电离层模型公式正确计算电离层折射;掌握对流层、星历误差、卫星钟差、相对论效应的误差来源和消除办法,能够正确使用公式计算各种改正。掌握多路径误差的概念和消除方法。
7.1 星历误差卫星钟钟差和相对论效应
7.2 电离层折射
7.3 对流层折射和多路径误差
实时动态定位
课时目标:了解RTK的原理,掌握RTK的测量方法,能够使用仪器正确测量点位。了解增强系统的概念和原理。
8.1 RTK和网络RTK
8.2 GNSS增强系统
GNSS控制测量
课时目标:能够对GNSS控制网进行设计,熟悉GNSS 外业测量的各种术语和技术要求,掌握一般的测量方法
9.1 GNSS控制网的设计
9.2 技术设计书的编写和GNSS外业工作
GNSS测量数据处理
课时目标:能够使用现成的软件对静态GNSS数据进行完美处理,掌握衡量精度和质量的指标的含义,掌握基本的数据计算的公式,了解高程转换的基本方法,掌握其中的平面拟合法。
10.1 数据预处理及基线解算
10.2 基线向量网平差及高程转换
展开全部
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


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

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。

江苏师范大学
1 位授课老师
王爱生

王爱生

教授

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