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第1章 GNSS定位基本原理1

1.1 全球卫星导航系统（GNSS）1

1.2 GNSS发展现状1

1.2.1 GPS1

1.2.2 GLONASS2

1.2.3 BDS2

1.2.4 GALILEO3

1.2.5 其他区域卫星导航系统及星基增强系统3

1.3 GNSS定位基本原理4

1.3.1 接收机观测量4

1.3.2 载波相位定位模型4

1.4 GNSS主要定位模式11

1.4.1 单点定位、精密单点定位11

1.4.2 相对定位11

1.4.3 差分定位14

1.5 GNSS工程测量应用优势与前景14

1.5.1 GNSS定位技术应用优势14

1.5.2 GNSS定位技术应用前景15

第2章 GNSS工程控制测量技术设计16

2.1 控制测量技术设计16

2.1.1 设计原则16

2.1.2 基准设计16

2.1.3 外业观测及数据处理17

2.2 控制网优化设计17

2.2.1 优化设计内容17

2.2.2 优化设计的质量准则18

2.2.3 分级优化设计23

2.3 控制网精度确定原则27

2.3.1 精度设计依据27

2.3.2 放样误差分析及精度指标确定27

2.4 控制网精度估算28

2.4.1 基线向量的方差阵估算方法28

2.4.2 精度估算32

2.4.3 方向中误差估算33

2.5 洞外GNSS控制测量对隧洞贯通的误差影响35

2.5.1 贯通误差的定义35

2.5.2 贯通误差的允许值36

2.5.3 洞外GNSS控制测量对隧洞贯通的误差影响36

2.6 工程控制网技术设计实践38

2.6.1 项目概况38

2.6.2 网形设计38

2.6.3 技术设计要点39

2.6.4 控制网优化设计40

2.6.5 控制网精度评估41

第3章 GNSS控制网星历预报与测前规划44

3.1 星历预报与观测调度44

3.1.1 背景与主要思路44

3.1.2 基于可见卫星及同步观测基线的星历预报45

3.1.3 基线精度评估及观测调度61

3.2 测前规划评估案例69

第4章 GNSS测量误差分析73

4.1 测量主要误差分类73

4.2 钟差、轨道误差及地球潮汐影响分析与处理74

4.2.1 钟差74

4.2.2 卫星轨道（星历）误差75

4.2.3 地球潮汐影响76

4.3 观测值系统误差分析与处理77

4.3.1 电离层延迟77

4.3.2 对流层延迟79

4.3.3 天线相位中心偏差81

4.4 多路径和衍射影响分析与处理90

4.4.1 多路径和衍射影响分析90

4.4.2 多路径和衍射影响对策92

第5章 工程测量坐标系建立94

5.1 测绘基准和常用坐标系94

5.1.1 测绘基准94

5.1.2 大地测量坐标系统96

5.1.3 平面直角坐标系统97

5.1.4 高程系统98

5.1.5 重力测量系统98

5.2 工程参考椭球参数确定99

5.2.1 工程参考椭球确定的必要性99

5.2.2 一种新的工程参考椭球确定方法100

5.2.3 基于尺度比关系的椭球参数确定108

5.2.4 案例分析110

5.2.5 工程参考椭球参数确定小结117

5.3 坐标系统转换117

5.3.1 坐标系统之间的转换117

5.3.2 坐标基准变换119

5.4 工程测量坐标系建立关键技术122

5.4.1 工程分类及特点122

5.4.2 工程测量坐标系作用及要求123

5.4.3 工程测量坐标系建立关键技术123

第6章 工程测量控制网投影126

6.1 工程测量投影与分类126

6.2 常用投影方法127

6.2.1 高斯投影127

6.2.2 墨卡托投影131

6.2.3 高斯投影与UTM投影关系132

6.2.4 兰勃特投影133

6.2.5 斜轴等角切圆柱投影简述136

6.2.6 常用投影模型投影变形特征分析136

6.3 加权工程投影面选择138

6.3.1 桥梁工程投影面选择138

6.3.2 水电站工程投影面选择141

6.4 工程独立平面坐标系统建立142

6.4.1 工程独立坐标系统建立的目的142

6.4.2 工程独立坐标系统建立思路142

6.4.3 基于新大地坐标系的特殊投影143

6.5 减小高斯投影变形基本方法143

6.5.1 抵偿投影面高斯正形投影143

6.5.2 任意带高斯正形投影144

6.5.3 变换尺度144

6.5.4 投影面转换方法145

6.6 工程最优高斯正形投影参数确定146

6.6.1 抵偿投影面的确定146

6.6.2 选定轴线投影变形最小抵偿投影面的确定147

6.6.3 投影变形平方和最小确定抵偿投影面149

6.6.4 最大投影变形最小确定抵偿投影面151

6.7 最优任意带高斯正形投影参数确定152

6.7.1 轴线投影变形最小投影参数确定152

6.7.2 综合投影变形最小投影参数确定155

6.7.3 最大投影变形最小投影参数确定158

6.8 基于尺度比的工程投影面确定161

6.9 投影参数最大可适用范围确定161

6.10 组合投影162

第7章 GNSS工程测量控制网基线解算164

7.1 观测文件及广播星历164

7.1.1 观测数据文件及其质量检查164

7.1.2 导航电文文件168

7.2 IGS服务与精密星历168

7.2.1 精密星历168

7.2.2 国际IGS服务169

7.2.3 网外IGS辅助站数量的选择及结果分析170

7.3 基线解算及网平差174

7.3.1 单基线解和多基线组合解174

7.3.2 GNSS基线解算的数学模型174

7.3.3 多星系统联合处理基线的数学模型177

7.3.4 基线解质量检核178

7.3.5 基线网最小二乘平差概述178

7.3.6 基线解算的主要过程179

7.4 基于GAMIT/GLOBK的高精度基线解算180

7.4.1 数据准备181

7.4.2 GAMIT分步运行185

7.4.3 观测时段长短对基线解算结果影响187

7.4.4 GLOBK平差188

7.4.5 GAMIT与TBC解算结果简要分析188

7.5 GNSS高精度基线解算类型及系统性误差处理189

7.5.1 基线解算类型189

7.5.2 基线向量解算的系统性误差189

7.6 不同处理策略短基线解算结果分析190

7.6.1 常用不同解算类型策略及精度评估190

7.6.2 高山峡谷地区基线处理193

7.6.3 IGS不同类型星历对工程控制网影响196

7.6.4 不同来源星历对CORS站级别数据处理精度影响分析198

7.7 观测时长与截止高度角对定位精度的影响202

7.7.1 不同观测时长对定位精度的影响202

7.7.2 截止高度角与定位精度之间的关系208

7.8 基线解算质量控制指标211

7.8.1 数据剔除率212

7.8.2 RATIO值212

7.8.3 RMS值212

7.8.4 无约束平差点位精度212

7.8.5 基线较差及基线重复性212

7.8.6 同步环闭合差213

7.8.7 异步环闭合差213

第8章 GNSS工程测量控制网平差214

8.1 GNSS网平差分类及平差基本流程214

8.1.1 GNSS网平差分类214

8.1.2 GNSS网平差流程214

8.2 GNSS网平差基本原理215

8.2.1 基线向量提取与组网216

8.2.2 三维无约束平差216

8.2.3 三维约束平差218

8.2.4 二维约束平差与联合平差219

8.3 控制网起算数据检验及平差约束误差对精度的影响220

8.3.1 GNSS网平差中起算数据的检验220

8.3.2 平差约束误差对控制网精度的影响及处理方法220

8.4 基于IGS站获取CGCS2000坐标成果的探讨226

8.4.1 CGCS2000国家大地坐标的计算方法226

8.4.2 CGCS2000坐标获取结果对比228

8.5 GNSS高精度测量控制网测量案例229

8.5.1 控制网技术设计229

8.5.2 测量控制网精度评估231

8.5.3 基线解算及网平差方案231

8.5.4 数据采集、基线解算及控制网平差案例分析232

8.6 联合平差综述247

8.6.1 多种方法联合测量作业的现实需求247

8.6.2 联合平差中需要进一步解决的问题248

8.7 GNSS网与边角网联合平差尺度一致性归算248

8.7.1 尺度比加权计算方法248

8.7.2 GNSS与精密测距边长尺度比差异抗差估计253

8.8 GNSS观测值和地面数据的联合平差模型259

8.8.1 联合平差公共坐标系259

8.8.2 观测量的表示259

8.8.3 三维坐标系中GNSS基线与测距边长联合平差模型262

8.8.4 GNSS基线向量与边角网的二维联合平差模型266

8.8.5 基于序贯平差的联合平差方法272

第9章 GNSS工程控制网高程测量278

9.1 GNSS高程测量原理278

9.1.1 高程表示方式278

9.1.2 GNSS高程转换279

9.2 基于重力场模型拟合残差的高程拟合281

9.2.1 重力测量方法281

9.2.2 数学模型拟合方法282

9.3 基于高阶次重力场模型的高程拟合实现286

9.3.1 数据输入286

9.3.2 参数确定及高程拟合计算286

9.3.3 高程拟合及精度评定287

9.3.4 结果文件288

9.3.5 文件格式289

9.4 高程拟合案例290

9.4.1 平原及丘陵地区的高程拟合案例分析290

9.4.2 高山地区高程拟合案例分析294

9.5 基于工程区域椭球模型的高程拟合方法298

9.5.1 拟合原理298

9.5.2 椭球参数解算298

9.5.3 新椭球参数下重力场模型的利用301

9.6 GNSS跨河高程测量302

9.6.1 GNSS跨河高程测量计算思路302

9.6.2 GNSS跨河高程传递场地布置与观测303

9.6.3 GNSS跨河正常高高差未知参数计算305

9.7 高程网联合平差307

第10章 GNSS变形监测技术309

10.1 GNSS变形监测特点及主要监测模式309

10.1.1 常用表面变形监测方法及GNSS变形监测特点309

10.1.2 GNSS地表变形监测主要模式310

10.2 变形监测控制网技术设计310

10.2.1 监测网优化设计310

10.2.2 工作基准网的设计311

10.2.3 峡谷地区GNSS监测计划制定313

10.3 GNSS监测实施要点与数据处理314

10.3.1 GNSS监测网观测纲要314

10.3.2 GNSS监测网的数据处理315

10.3.3 监测项目无整周问题的基线解算方法316

10.3.4 峡谷地区数据处理措施简述319

10.4 GNSS自动化监测系统322

10.4.1 传感器子系统323

10.4.2 数据传输（通信）子系统324

10.4.3 数据处理与控制子系统324

10.4.4 自动化监测案例325

第11章 GNSS RTK工程控制测量技术328

11.1 GNSS RTK控制测量技术328

11.1.1 GNSS RTK定位及其特点328

11.1.2 GNSS RTK控制测量基本技术要求328

11.1.3 GNSS RTK参数解算329

11.2 GNSS RTK控制测量误差329

11.2.1 GNSS RTK误差分析329

11.2.2 常见误差解决方案330

11.2.3 参数转换误差335

11.2.4 观测方案等主观因素影响336

11.2.5 网络RTK误差分析336

11.3 RTK定位精度的检测与分析337

11.3.1 GNSS RTK定位精度检测337

11.3.2 网络RTK定位精度分析方法337

11.3.3 多系统定位精度评定343

11.4 RTK测量问题应对措施与测量校正模式345

11.4.1 网络RTK无固定解应对措施345

11.4.2 GNSS RTK测量校正模式探讨347

11.5 GNSS RTK测量代替等级控制测量的验证及评估350

参考文献353