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第1章 概述1

1.1 GPS核心2

1.2 GLONASS简述3

1.3 Galileo的基本情况4

1.4组合的全球导航卫星系统5

第2章 坐标系统和时间系统6

2.1地心地固坐标系6

2.2坐标系转换9

2.3当地坐标系10

2.4地心惯性坐标系12

2.5地心黄道惯性坐标系15

2.6时间系统16

第3章 卫星轨道19

3.1开普勒运动19

3.1.1轨道平面内的卫星运动21

3.1.2开普勒方程23

3.1.3卫星的状态矢量26

3.2卫星的受摄运动28

3.3 GPS广播星历28

3.4 IGS精密星历30

3.5 GLONASS星历31

第4章GPS观测量32

4.1伪距32

4.2载波相位34

4.3多普勒观测量35

第5章GPS观测误差源37

5.1电离层效应37

5.1.1码延迟和相位超前37

5.1.2电离层误差修正39

5.1.3电离层模型41

5.1.4映射函数44

5.2对流层效应47

5.2.1对流层模型48

5.2.2映射函数和参数化51

5.3相对论效应53

5.3.1狭义相对论和广义相对论53

5.3.2 GPS的相对论效应55

5.4地球潮汐和海水潮汐负荷误差修正57

5.4.1 GPS测站的地球潮汐误差57

5.4.2地球潮汐误差的简化模型59

5.4.3地球潮汐效应的数学例子60

5.4.4海水负荷潮汐误差61

5.4.5海水负荷潮汐误差的计算65

5.4.6海水负荷效应的数字例子65

5.5钟差66

5.6多径效应67

5.6.1 GPS测高，地表反射信号69

5.6.2反射点定位69

5.6.3像点和反射面求解71

5.7 AS和SA效应71

5.8天线相位中心的误差和变化72

5.9设备偏差75

第6章GPS观测方程和等价特性76

6.1 GPS观测通用数学模型76

6.2观测模型线性化77

6.3观测函数的偏导数79

6.4线性变换和协方差传播82

6.5数据组合83

6.5.1消电离层组合84

6.5.2几何无关组合85

6.5.3标准相位-伪码组合87

6.5.4电离层残差88

6.5.5差分多普勒和多普勒积分89

6.6数据差分90

6.6.1单差91

6.6.2双差93

6.6.3三差95

6.7非组合算法和组合算法的等价性96

6.7.1非组合GPS数据处理算法96

6.7.2 GPS数据处理的组合算法98

6.7.3间接GPS数据处理算法103

6.7.4小结106

6.8非差算法和差分算法的等价性106

6.8.1概述106

6.8.2等价观测方程的组成107

6.8.3单差等价方程108

6.8.4双差等价方程111

6.8.5三差等价方程113

6.8.6基准参数处理方法113

6.8.7统一等价方法小结114

第7章 平差和滤波方法116

7.1引言116

7.2最小二乘平差116

7.2.1带有序贯观测组的最小二乘平差117

7.3序贯最小二乘平差119

7.4条件最小二乘平差120

7.4.1最小二乘平差的序贯应用121

7.5分块最小二乘平差123

7.5.1分块最小二乘平差的序贯解算124

7.5.2码-相位组合的分块最小二乘126

7.6等效消除的观测方程系统127

7.6.1对角法方程和等价观测方程129

7.7卡尔曼滤波130

7.7.1经典卡尔曼滤波130

7.7.2卡尔曼滤波——序贯最小二乘平差的一般形式132

7.7.3抗差卡尔曼滤波132

7.7.4自适应抗差卡尔曼滤波135

7.8最小二乘平差的先验约束139

7.8.1先验参数约束139

7.8.2先验基准140

7.8.3准稳定基准141

7.9总结143

第8章 周跳探测与整周模糊度解算146

8.1周跳的探测146

8.2周跳修复方法147

8.3整周模糊度搜索的通用判据148

8.3.1引言148

8.3.2条件最小二乘平差149

8.3.3浮点解150

8.3.4在模糊度域中整周模糊度搜索151

8.3.5在坐标和模糊度域中整周模糊度搜索152

8.3.6通用判据的特性153

8.3.7一个等效的模糊度搜索判据及其特性154

8.3.8等效判据的数据算例156

8.3.9总结与评论159

8.4模糊度函数159

8.4.1模糊度函数的最大特性160

第9章GPS数据处理的参数化和算法164

9.1 GPS观测模型的参数化164

9.1.1非差观测模型参数化问题的证明164

9.1.2一种非相关偏差参数化方法166

9.1.3几何无关说明171

9.1.4载波相位-码组合情况下的相关分析171

9.1.5结论和说明173

9.2 GPS数据处理算法的等价性173

9.2.1 GPS数据处理算法的等价定理173

9.2.2最优基线网构成和数据条件175

9.2.3采用二级GPS观测量的算法177

9.3非等价算法178

9.4 GPS数据处理的标准算法179

9.4.1 GPS数据处理准备179

9.4.2单点定位179

9.4.3标准非差GPS数据处理183

9.4.4 GPS数据处理的等价方法185

9.4.5相对定位186

9.4.6测速187

9.4.7采用速度信息进行Kalman滤波189

9.5观测几何精度190

第10章GPS理论和算法应用192

10.1软件开发192

10.1.1函数库192

10.1.2数据平台195

10.1.3数据处理内核197

10.2精密动态定位和飞行状态监视的方法198

10.2.1概论198

10.2.2精密动态定位的概念201

10.2.3飞行状态监视的方法205

10.2.4结果、精度评价与比对206

10.2.5结论211

第11章 受摄轨道及确定212

11.1卫星运动的受摄方程212

11.1.1卫星运动的拉格朗日受摄方程213

11.1.2 Gaussian卫星受摄运动方程215

11.2卫星运动摄动力219

11.2.1地球引力场摄动219

11.2.2太阳、月亮和行星摄动223

11.2.3地球和海洋潮汐摄动224

11.2.4太阳辐射压228

11.2.5大气阻力231

11.2.6附加摄动234

11.2.7摄动量级估算236

11.2.8月亮、太阳和行星星历236

11.3 C20摄动轨道的分析解240

11.4轨道修正246

11.5 GPS精密定轨原理249

11.5.1变分方程的代数解250

11.6数值积分和插值算法252

11.6.1 Runge-Kutta算法252

11.6.2 Adams算法257

11.6.3 Cowell算法259

11.6.4混合算法与讨论260

11.6.5插值算法261

11.7轨道相关的偏导数262

第12章 讨论272

12.1独立参数和先验信息272

12.2 GPS数据处理算法的等价274

附录A国际天文协会（IAU） 1980章动原理275

附录B 方程对角化数字例子277

参考文献284

关键词中英文对照304