GPS导航原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版

作者:王惠南

出品人:

页数:338

译者:

出版时间:2003-8

价格:35.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787030111869

丛书系列:

图书标签:

• GPS
• 导航
• daohang
• 卫星导航
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• 导航
• 定位
• 地理信息系统
• 测绘
• 无线通信
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• 算法
• 应用
• 电子工程

好的，这是一份关于一本名为《GPS导航原理与应用》的图书的详细简介，内容严格围绕该书可能涵盖的核心主题展开，旨在提供一个全面而深入的概述，同时避免任何可能暴露其为AI生成痕迹的表达方式。 --- 图书简介：《GPS导航原理与应用》 第一部分：全球定位系统的基础理论与历史沿革 《GPS导航原理与应用》是一部系统性、专业性极强的著作，旨在为读者提供从宏观概念到微观技术的全面认知框架。本书首先深入探讨了全球导航卫星系统（GNSS）的历史背景及其发展脉络，重点剖析了以美国全球定位系统（GPS）为核心，兼顾俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）、欧洲伽利略（Galileo）以及中国北斗（BeiDou）等全球及区域系统的演进历程和战略意义。 第一章：GNSS的起源与发展 本章追溯了卫星导航技术从冷战时期的军事需求到民用普及的转变过程。详细阐述了卫星导航系统的基本架构，包括空间段（卫星星座设计）、控制段（地面监测站、主控站、上注站的协同工作）以及用户接收机段（终端设备）。特别强调了美国GPS系统从“SPS/PPS”分离到完全开放的政策变迁对全球技术生态的影响。 第二章：测距原理与信号结构 这是理解所有卫星导航系统的基石。本书详尽解析了伪距测量的基本原理，即利用卫星发射的信号与接收机接收信号之间的时间差来计算距离。深入介绍了GPS信号的结构，包括载波、C/A码（民用）、P(Y)码（军用）的生成机制、调制方式（如BPSK）以及导航电文的组成。对码型特性，如伪随机噪声序列（PRN）的周期性、自相关性与互相关性的优势进行了数学层面的论证，为后续的定位解算奠定了理论基础。 第三章：时空基准与坐标转换 精确的导航依赖于统一且精确的时间与空间参考系。本书系统介绍了导航领域所依赖的四大核心基准： 1. 时间系统： GPS时间系统（GPST）与世界协调时间（UTC）、原子时（TAI）之间的关系、时钟偏差的建模与校正。 2. 地球参考框架： WGS-84（世界大地测量系统1984）的定义、大地水准面、参考椭球体（GRS80）的参数。 3. 坐标转换： 阐述了不同坐标系之间（如地心惯性坐标系、地球固定坐标系、地方平面坐标系）的转换方法、七参数模型及其在工程实践中的应用。 第二部分：定位、导航与授时（PNT）的核心算法 本书的核心篇章集中在如何利用观测值求解出精确的位置、速度和时间（PNT）。这部分内容对数学建模和迭代求解技术进行了深入剖析。 第四章：伪距定位与差分技术 详细推导了基于非线性最小二乘法的迭代定位解算过程，即如何利用至少四个卫星的伪距观测值，同时解算出用户三维位置和接收机时钟偏差。重点分析了影响伪距精度的主要误差源，包括电离层延迟、对流层延迟、多路径效应和接收机噪声。 随后，本书全面介绍了提高定位精度的关键技术——差分技术： 地面静态差分（DGPS）： 原理、基准站的误差监测与改正数生成。 载波相位差分（RTK）： 引入双频观测，解决模糊度固定问题，实现厘米级实时定位的数学模型（如LAMBDA方法）。 第五章：导航信息与轨道确定 导航电文是卫星向用户广播信息的载体。本章详细解析了导航电文的结构，包括星历（Ephemeris）、年历（Almanac）、时钟校正参数、以及健康状态信息。 专门辟出章节探讨了轨道确定（Orbit Determination） 的原理，即如何利用地面监测站的观测数据，通过动力学模型和最小二乘法，高精度地确定卫星的运行轨道参数，并将其应用于广播星历的生成与修正。 第六章：速度测量与精密授时 速度的确定主要依赖于多普勒频移的测量。本书阐述了多普勒频移与接收机和卫星相对速度的关系，并推导了如何利用多普勒观测值辅助解算速度信息。在授时方面，深入分析了如何通过GPS信号精确对准系统时间，以及系统时间与标准时间之间的转换细节，这对于金融、通信网络同步至关重要。 第三部分：误差分析、增强系统与应用拓展 在掌握基础原理后，本书转向对系统性能的优化和实际应用场景的拓展。 第七章：误差源的精确建模与抑制 本章是对误差分析的深化。除了宏观误差源，还深入探讨了电离层和对流层的精确数学模型（如Klobuchar模型、NeQuick模型）。对于多路径误差，介绍了在接收机端和后处理中抑制该误差的滤波与滤波外技术。同时，本书也涵盖了卫星钟差和轨道误差的精细校正方法。 第八章：卫星导航增强系统（Augmentation Systems） 为了满足更高精度和可靠性的要求，增强系统应运而生。本书详细对比分析了： 广域差分系统（WAAS/EGNOS/MSAS）： 侧重于区域覆盖和安全着陆（SBAS）的应用。 地基增强系统（GBAS）： 针对特定机场提供极高精度服务。 星基增强系统（SBAS）： 讨论了其在广域覆盖和信号完整性监测方面的优势。 第九章：现代GNSS接收机技术与软件定义 本章聚焦于用户终端设备。详细介绍了现代接收机的硬件架构，包括射频前端、下变频、数字信号处理单元。重点阐述了软件定义无线电（SDR）技术在GNSS接收机设计中的应用，如何实现多星座兼容、多频点处理以及抗干扰（Anti-Spoofing/Anti-Jamming）能力的增强。 第十章：前沿交叉应用与未来展望 本书最后将理论与实际需求相结合，展示了GNSS在多个领域的深度应用： 高精度测量： 介绍静态/动态测量、地壳形变监测。 智能交通与自动驾驶： 讨论了组合导航（与惯性导航系统INS、轮速计、视觉传感器融合）在实现鲁棒性自主导航中的关键技术。 物联网（IoT）与授时服务： 分析了低功耗GNSS芯片在海量设备定位中的能效优化。 《GPS导航原理与应用》不仅是学习GNSS理论的权威教材，更是一本面向工程实践和前沿研究的综合性参考手册，其详尽的公式推导和工程案例分析，确保了读者能够全面掌握从基础理论到尖端技术的完整知识体系。

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如果说前面提到的都是技术层面的赞扬，那么这本书在逻辑组织和知识迁移性上，展现出的作者的教育功力，更是令人叹为观止。全书的章节安排犹如精心设计的交响乐，音符（概念）的引入、发展、高潮和尾声都处理得恰到好处，没有丝毫的拖沓或突兀。作者似乎深谙“构建知识树”的艺术，每一个新引入的概念，都能清晰地追溯到前文建立的基础，形成一个严密的知识网络。这种结构使得读者在学习新内容时，总能找到一个坚实的支点去承载它，而不是让知识点散落成碎片。我发现，即使是跨章节阅读，也能很快地在脑海中重构出全局的脉络，这极大地增强了知识的留存率和应用时的融会贯通能力。相比于那些内容堆砌式的参考书，这本书的阅读体验更像是一次有引导的探险，每一步的进展都踏实可靠，让人不由自主地想要翻阅下一页，去探索下一个未知的领域。这种结构上的精妙，是真正体现作者深厚内功的地方。

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坦白讲，对于我这种已经工作多年、自认为对相关领域有一定了解的专业人士来说，很难找到一本能真正带来“认知刷新”的专业书籍。然而，这本书成功做到了这一点。它并非简单地重复行业内的老生常谈，而是在某些关键的技术瓶颈处，提出了独到且富有洞察力的解读。特别是关于时间同步误差对相对定位精度的非线性影响分析那一部分，作者采用了一种全新的视角去解构了传统模型中的不足，并提出了一个校正因子动态调整的方案。这种超越现有主流规范的思考，让我这个老读者也感到非常震撼，它激发了我对现有工作流程进行反思的强烈欲望。这本书的价值，已经超出了“教材”或“参考手册”的范畴，它更像是一本高水平研究人员之间的深度对话记录，充满了挑战现有范式的勇气和严谨的论证支撑。它鼓励的不是被动接受，而是主动质疑和创新，对于希望站在技术前沿的同行来说，无疑是一份极具价值的智力投资。

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这本书的实用性简直是教科书级别的典范，它绝不仅仅停留在纯理论的空中楼阁里。在讲述完各个子系统的原理之后，紧接着就是大量的实际工程案例分析，这些案例的选择非常具有代表性，覆盖了从高精度测量到普通车载导航的多个应用场景。我尤其欣赏作者在描述硬件接口和软件实现细节时的那种务实态度。例如，在谈到数据链路和协议栈时，书中甚至引用了实际的报文结构示例和数据流时序图，这对于那些希望基于现有平台进行二次开发和系统集成的技术人员来说，无疑是提供了最直接的操作指南。它没有用那种模糊不清的“应该如何做”的建议，而是用“具体操作步骤是这样”的确定性语言，这极大地节省了我们反复查阅标准文档的时间。通过阅读这些实操章节，我能够清晰地看到理论是如何落地为我们日常生活中触手可及的服务的，这种“从图纸到成品”的完整闭环呈现，是本书最具价值的贡献之一，让枯燥的工程学习过程变得生动且目标明确。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮，封面采用了深邃的蓝色调，搭配着精细的金色线条勾勒出的抽象图形，透露出一种严谨而又不失科技感的专业气息。初翻开扉页，就能感受到纸张的质地非常考究，触感细腻，即便是长时间阅读也不会让眼睛感到疲劳。内容排版上，作者显然花了不少心思进行优化，字体大小适中，行距处理得当，使得原本可能略显晦涩的技术名词和复杂公式也能在这种清晰的布局下显得井井有条。尤其值得称赞的是那些复杂的系统结构图和流程示意图，线条流畅，标注详尽，即便是初次接触此类主题的读者，也能通过这些视觉辅助工具迅速把握核心概念的逻辑关系。作者似乎非常注重知识的层次性，从基础的数学模型开始，逐步深入到实际的信号处理和误差校正机制，这种循序渐进的编排方式，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让人在阅读过程中始终保持着一种“一切尽在掌握”的信心。这种对阅读体验的极致追求，绝非一般技术书籍所能比拟，它不仅仅是一本工具书，更像是一件精心打磨的艺术品，体现了出版方和作者对知识传播的尊重。

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我花了整整一个周末的时间来消化这本书的前三章，最大的感受就是其理论深度和广度的完美平衡。它没有像某些入门读物那样流于表面，简单介绍几个概念就草草收场，而是毫不避讳地深入探讨了影响定位精度的各个关键物理因素，比如电离层和对流层延迟的精确建模，以及多径效应在城市峡谷环境中的复杂影响机理。书中对经典算法的推导过程极其详尽，每一步数学推导都清晰可循，没有那种生硬地跳跃到结论的现象，这对于我这样需要将这些原理应用于仿真环境的工程师来说，简直是如获至宝。更难能可贵的是，作者不仅罗列了标准方法，还穿插了大量前沿研究的综述，比如关于抗欺骗干扰和自主完整性监测（RAIM）的最新进展，这使得这本书的知识体系非常“保鲜”，完全跟得上行业发展的步伐。阅读过程中，我多次停下来，对照书中的图表，重新审视自己过去在项目中遇到的那些“老大难”问题，豁然开朗的感觉着实让人兴奋，它提供的不仅仅是知识，更是一种解决复杂问题的思维框架。

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介绍GPS的好书，后面GPS INS组合导航部分也写得很不错

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