北斗衛(wèi)星導航定位技術實驗教程

目錄
第0章 緒論 1
0.1 實驗教學在衛(wèi)星導航原理教學中的地位和作用 1
0.2 本實驗教程的內(nèi)涵與指導思想 2
0.3 實驗總目的和要求 2
0.4 如何做好衛(wèi)星導航實驗 3
0.5 開設本課程實驗所需的實驗條件 4
0.6 衛(wèi)星導航教學實驗平臺簡介 5
第一部分 衛(wèi)星導航定位原理與方法實驗
第1章 衛(wèi)星導航系統(tǒng)原理實驗 9
1.1 衛(wèi)星導航系統(tǒng)及導航信號頻點實驗 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)星信噪比與仰角關系實驗 20
1.5 衛(wèi)星導航接口控制文件實驗 23
第2章 衛(wèi)星導航時間系統(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 跳秒基礎實驗 31
2.2.2 UTC 跳秒查詢及應用實驗 33
2.3 衛(wèi)星導航時與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)星導航坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1 地心地固直角坐標系與大地坐標系轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1.1 地心地固直角坐標與大地經(jīng)緯高坐標轉(zhuǎn)換實驗 44
3.1.2 地心地固直角坐標與地心經(jīng)緯高坐標轉(zhuǎn)換實驗 47
3.2 不同地固直角坐標系轉(zhuǎn)換實驗 49
3.3 地心地固直角坐標系與站心坐標系轉(zhuǎn)換實驗 50
3.3.1 坐標旋轉(zhuǎn)矩陣計算實驗 50
3.3.2 地心地固直角坐標與東北天坐標轉(zhuǎn)換實驗 52
3.4 地心慣性坐標系與地心地固直角坐標系轉(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 地心慣性坐標和地心地固直角坐標轉(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)星星座構型組成實驗 62
4.2 衛(wèi)星軌道及星座設計實驗 64
4.2.1 北斗星座設計實驗 64
4.2.2 GPS 星座設計實驗 66
4.3 根據(jù)開普勒軌道參數(shù)設計衛(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)導航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 96
4.7.1 北斗導航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 96
4.7.2 GPS 導航電文計算衛(wèi)星鐘差實驗 97
第5章 導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 相對論效應改正實驗 118
第二部分 衛(wèi)星導航定位接收機實驗
第6章 導航信號捕獲跟蹤實驗 123
6.1 導航信號模擬實驗 123
6.2 導航信號捕獲實驗 127
6.3 導航信號跟蹤實驗 131
6.4 偽距觀測值輸出實驗 134
6.5 導航電文解析與測量實驗 137
6.5.1 北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng)導航電文解析實驗 137
6.5.2 GPS 導航電文解析實驗 140
第7章 接收機定位實驗 143
7.1 可見性判斷實驗 143
7.2 幾何距離計算實驗 145
7.3 接收機定位解算實驗 148
第8章 接收機定位精度評估實驗 154
8.1 接收機定位精度評估準則實驗 154
8.2 DOP 計算實驗 156
第9章 接收機測速實驗 160
9.1 多普勒頻移計算實驗 160
9.2 北斗接收機測速解算實驗 162
9.3 GPS 接收機測速解算實驗 164
第10章 接收機授時實驗 166
10.1 北斗接收機授時解算實驗 166
10.2 GPS 接收機授時解算實驗 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 文件應用實驗 183
第三部分 衛(wèi)星導航高精度數(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)星導航應用實驗
第17章 基于安卓系統(tǒng)的導航定位應用實驗 249
17.1 安卓導航定位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 255