GNSS测量与数据处理课程改革教学大纲

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《GNSS测量与数据处理》课程改革教学大纲

课程编码：

90100103

课程名称：

GNSS测量与数据处理

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《GNSS测量与数据处理》课程改革教学大纲

法和误差源分类等原理，掌握GNSS控制网的技术设计、施测方法及其数据处理、软件操作过程等，

了解GNSS技术的最新发展与应用。

通过讲座教师的课程模块的讲座、助教安排研讨、指导撰写论文、主持小组论文报告和讲座教

师组织课程论文报告、实验及生产实践，使学生在毕业后能承担GNSS控制网的技术设计和组织

外业测量、内业数据处理等工作。通过本课程的各教学环节，培养学生的专业文献检索、思考、

合作交流、测绘案例分析与解决能力。为专业的研究深造、社会就业奠定专业基础。

二、课程的基本要求
1．理解GNSS的系统组成及各部分功能；
2．了解GNSS的应用领域；
3．理解GNSS测量的坐标系统和时间系统；
4．理解卫星运动的基础知识及GPS信号；
5．掌握GNSS定位方法、数学模型及其线性化
6.掌握GNSS的误差来源及其削弱方法；
7．掌握GNSS控制网的技术设计、网点布设、观测方法，并运用相关知识达到能够撰写技术设

8．掌握GPS数据处理的一般步骤和RINEX格式； 9．理解GPS基线解算、周跳探测等预处理工作；计书和技术总结报告的能力；

12. 掌握GPS高程方法；
13.了解GNSS技术最新发展与常用GNSS数据处理软件分类、特点。

三、课程内容与要求

表1.课程内容模块划分与课时安排表

通过学习本章，了解GNSS发展历史及应用状况，掌握GPS的组成。了解GPS现代化、GLONASS、GALILEO和北斗二代的发展。

2、课程内容
（1）Transit、GPS等卫星空间定位技术的兴起及其特点
（2）GPS的组成及其功能
（3）美国对GPS用户的性与用户的措施
（4）其他GNSS的发展，俄罗斯的GLONASS,欧盟建设中的Galileo，中国的Compass
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：常规测量方法的局限性，GNSS定位技术的发展史；GPS现代化技术及其数据处理方法（2）领会：GPS的组成、功能，对用户的性及用户的措施；GLONASS、GALILEO和北斗二代的目前状况和发展
第2部分：8学时讲座+2学时报告

第2章GNSS导航定位时空基准

1、学习目的和要求
在已学《卫星大地测量学》的基础上，以卫星定位系统所涉及的几种坐标系和时间系统进行分

2、课程内容 类，掌握各种坐标系统的表达及转换，掌握时间系统的概念。

（1）坐标系统的类型

（3）协议地球坐标系ECEF或CTS（4）地球坐标系的其它表达形式：天文坐标系，参心大地坐标系，站心坐标系等（2）协议天球坐标系ECSF或CIS

（5）大地测量基准
（6）时间系统：世界时，力学时和原子时；其他时间概念：年积日，GPS周，MJD；
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：岁差、章动、极移的概念；坐标系统的分类:CIS,CTS,WGS-84,CGCS2000；时间系统-UTC、TAI和GPST的含义及相互关系；年积日，GPS周，MJD的含义，及与公历之间的转换；（2）领会：CIS与CTS的关系及不同坐标系统的转换；编程实现不同时间的转化
第3章GNSS卫星运动和卫星信号
1、学习目的和要求
通过学习，了解卫星的受摄和无摄运动，掌握GNSS卫星的星历和卫星空间位置坐标计算；掌握GPS卫星的测距码信号、导航电文(数据码)、卫星信号的构成。

（4）GNSS卫星的星历、GPS卫星的导航电文(数据码)
（5）GNSS测距码信号
（6）GLONASS和GALILEO卫星信号的构成
（7）GPS卫星的坐标计算
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：卫星的无摄和受摄运动，其他卫星的测距码信号构成
（2）领会：GPS卫星的星历、GNSS信号分类，GPS卫星的坐标计算
第3部分：12学时讲座+2学时报告+2学时实验
第4章GPS定位中的误差源
1、学习目的和要求
通过学习，了解GPS定位的误差源分类，掌握卫星钟差、卫星星历误差、电离层折射误差、对流层折射误差、多路径延迟等改正方法，理解其他误差及其改正方法。

2、课程内容
（1）GPS误差源分类、削弱方法与措施：GNSS观测量的误差来源分类：与卫星有关的误差来源及其影响，与信号传播有关的误差来源及其影响，与用户接收机有关的误差来源及其影响

（3）卫星星历误差（4）电离层折射误差 （2）卫星钟差

（6）多路径延迟（7）其他误差改正（5）对流层折射误差

3、考核知识点和考核要求
（1）识记：卫星钟差、卫星星历误差、电离层折射误差、对流层折射误差、多路径延迟改正方法（2）领会：误差源的分类；其他误差及其改正方法。

第5章距离测量与定位方法
1、学习目的和要求
通过学习，掌握GNSS定位方法，包括单点定位、相对定位，测码伪距、测相伪距的静态定位、动态定位；掌握相位观测量线性组合的模型和特点；了解整周模糊度的解算和周跳的探测修复，理解差分GPS、NETWORKRTK、CORS。

2、课程内容
（1）测码伪距观测方程

（5）网络RTK及CORS
（6）差分GPS
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：整周模糊度的解算和周跳的探测修复；宽巷、窄巷、去电离层组合观测值;差分GPS、NETWORKRTK、CORS;
（2）领会：测码伪距、测相伪距观测方程的列立；不同定位方式的特点；同一频率相位观测量线性组合的模型和特点；了解差分GNSS的发展及其应用。

第4部分：6学时讲座+2学时报告+2学时实验
第7-9章GNSS定位的技术设计、外业观测方法
1、学习目的和要求
通过学习，了解GNSS网设计的依据、步骤，掌握GNSS网设计的基准设计、图形设计、特征条件方法。了解GPS测量的外业观测过程。运用技术设计方法、结合实验2、4进行技术设计报告与技术总结报告的撰写。

2、课程内容
（1）技术设计的依据
（2）GNSS网的精度和密度设计
（3）GNSS网的基准设计（4）GNSS测量中的图形设计

（6）选点与埋石（7）GPS接收机的选用及仪器检验（5）GNSS网的特征条件

（8）数据采集
（9）观测成果的外业检核
（10）成果验收和上交资料
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：GPS网技术设计的依据、步骤，掌握观测计划调度表的拟定。

（2）领会：GNSS网设计的基准设计、图形设计、特征条件方法和外业观测记录的填写。

第5部分：6学时讲座+4学时报告+4学时实验
第10-12章GNSS测量数据处理
1、学习目的和要求
通过学习，了解GPS测量内业过程和几种数据处理软件，掌握GPS测量的观测数据处理和网平差

（3）GNSS观测数据预处理
（4）GNSS网平差
（5）GPS水准
（6）GNSS数据处理软件
3、考核知识点和考核要求
（1）识记：GNSS常用数据处理软件处理模型及方法步骤；掌握基线向量解算及结果分析，GNSS网掌握几种高程系统的概念及其相互关系，掌握GPS平差模型及精度分析，GPS数据处理软件操作方法。

水准的多项式曲面拟合法、重力场模型与GPS水准相结合测定法。

（2）领会：GPS水准的发展；GNSS观测数据处理、网平差的几种数据处理软件对比。

四、课程学时分配

六、考试与考核

讲座责任制的授课模式由讲座教师、助教组成授课小组，讲座教师由专职教师或客座教授担任，

助教由博士、硕士研究生组成。讲座内容要涵盖课程的知识点，将教材中缺乏的、科研和生产实际

中已经应用的最新科研成果、测绘新技术和新方法纳入到讲座中。每个专业班级分成3-5人一组的

课程学习小组，助教协助任课教师指导实验操作、上机辅导、答疑、批改实验报告与作业、安排研

讨、指导读书报告的撰写、主持小组论文报告，讲座教师组织课程论文报告。

课程成绩由3部分构成，一是课程考试成绩，占总成绩的65%，采用闭卷考试的形式；二是课程讨论综合测评成绩，占总成绩的25%；三是教学实验，占总成绩的10%。

课程讨论综合讨论的具体办法如下：
3-5人为一个小组，每班设助教一名。要求每次发言人报告的是小组团结协作的成果；每生一次作报告机会，约6分钟左右。助教和主讲教师共同打分作为此生的报告成绩的70%，同组其他成员的单次报告成绩的均分，占此生的报告成绩的30%。

平时成绩及实验由助教和主讲教师打分，要求此分数分布必须为正态分布，客观反映优良中及情况。

七、教材及参考书

教材：李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理（第二版）[M].武汉：武汉大学出版社，2011

参考书：
1、GuochangXu(许国昌)著，李强等译，GPS理论、算法与应用（第2版）[M].北京：清华大学出版社，20112、徐爱功，韩晓冬，崔希民等，全球卫星导航定位系统原理与应用.北京：中国矿业大学出版社，2009

3、独知行，刘智敏.GPS测量实施与数据处理[M].北京：测绘出版社，2010

5、徐绍铨，张华海，杨志强等.GPS 测量原理及应用（第三版）[M].武汉：武汉大学出版社，2008
4、周忠谟,易杰军, 周琪.GPS 卫星测量原理与应用（修订版）[M].北京：测绘出版社, 1997

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《GNSS测量与数据处理》课程改革教学大纲

课程编码：

90100103

课程名称：

GNSS测量与数据处理

课程英文名称：

GNSSSurveying and Data Processing

误差理论与测量平差基础、大地测量学基础、空间大地测量学基础

先修课程：

适用专业：

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