《GNSS导航定位原理与应用》数字教材简介

《GNSS导航定位原理与应用》数字教材简介

《GNSS导航定位原理与应用》数字教材由科学出版社于2025年12月出版，是测绘工程国家级一流本科专业建设成果，是《卫星导航定位原理与应用》国家级线上一流本科课程的配套教材，是《GNSS导航定位原理与应用》纸质教材（中国矿业大学出版社于2020年9月出版）的转型升级，符合建设教育强国、推动教育体系结构性变革、服务人才培养的国家战略需求。

随着“北斗＋”和“＋北斗”的蓬勃发展，GNSS已成为驱动智慧社会运行的“时空神经”，成为“时空智能”赋能经济建设和国防建设的基础设施。本教材面向国家对于卫星导航定位人才培养的迫切需求，突出我国北斗卫星导航系统（BDS）、人工智能、大数据等新质生产力要素的新特点。结合教学研究、科学研究、生产实践等相关成果，从卫星导航定位技术的发展和现状、基础知识和基本原理、技术设计和实施、数据处理与分析、工程应用案例等方面对GNSS进行了系统详细的讲解。以新时代需求为依据，注重“人工智能+”专业知识的交叉性；以社会需求为标的，注重专业知识的先进性；以科研成果为依据，注重专业知识的前沿性。围绕时空基准、定位模型、数据处理、工程应用四大核心要素，进行知识图谱重构，指导章节系统性设计，进行教材内容重构。

全书共分十章。第一章简要介绍了全球导航卫星系统（GNSS）的发展和现状、卫星导航系统的组成与作用、GNSS技术的特点和应用等方面的内容；第二章主要介绍GNSS的坐标系统与时间系统，以及数据处理中常用时间标示方法及其换算；第三章主要介绍卫星无摄运动和受摄运动的基础理论知识，以及描述卫星运动状态的广播星历和精密星历；第四章主要介绍GPS和BDS系统的卫星信号和导航电文，以及利用广播星历解算卫星在轨瞬时位置的计算方法、卫星轨道拟合算法及观测历元卫星瞬时坐标的计算流程；第五章主要介绍利用GNSS进行导航定位的观测量的类型、测码伪距和载波相位观测量相应的观测方程及其定位原理，并讨论周跳探测方法，简述GNSS动态定位的原理和差分定位技术；第六章主要介绍GNSS测量的误差来源、性质、大小及其对定位产生的影响，介绍消除和消弱这些误差影响的方法和措施；第七章主要介绍导航系统的基本概念、GNSS导航的基本原理和方法；第八章主要介绍有关GNSS测量的技术设计、外业准备及技术设计书的编写、GNSS测量的外业实施、GNSS的作业模式及技术总结等内容；第九章主要介绍GNSS基线向量解算的整周模糊度解算方法及质量评价，GNSS基线向量网的空间无约束平差及质量评价，GNSS基线向量网的坐标系统、高程系统转换及转换后质量评价；第十章主要介绍介绍GNSS/BDS技术在车辆安全运营监控管理、矿山开采沉陷自动化监测、滑坡变形自动化监测中的应用以及SSDM方法（似单差法）在周期性变形监测中的应用。对于部分较难的知识点，配备了视频讲解。

本教材由安徽理工大学/城市实景三维与智能安全监测安徽省联合共建学科重点实验室余学祥教授、吕伟才教授、赵兴旺教授、杨旭副教授，中国矿业大学高井祥教授，北京建筑大学王坚教授，广州南方测绘科技股份有限公司郭宝宇博士，厦门理工学院邓健教授，山东科技大学王胜利教授，安徽大学胡洪副教授，甘肃农业大学鄢继选副教授，中原科技学院黑君淼副教授，武汉大学卫星导航定位技术研究中心刘天骏博士，南京工业大学王彬副教授共同完成共同完成，全书由余学祥负责协调与统稿。

本教材得到安徽省重点研究与开发计划“矿山采动沉陷灾害空天地井协同监测分析决策公共服务平台建设”（202104a07020014）、安徽省科技重大专项“北斗+典型地质灾害协同监测与快速预警云平台研发及示范应用”（202103a05020026）、兖矿能源集团股份有限公司“矿区沉降变形智能化监测预警系统研究及应用”项目、安徽省高等学校省级质量工程项目“测绘工程专业改造提升”（2023zygzts020）和“卫星导航定位原理与应用-AI课程”（编号：2024aijy138）、安徽理工大学质量工程项目“GNSS导航定位原理与应用”数字教材（xjjcjs2025019）等的资助。

教材在注重基本知识和基本理论的同时，更注重GNSS技术的应用，通俗易懂，适应面宽，可操作性强。可作为高等学校测绘、遥感类专业及其他相关专业本科生和研究生的教材使用, 教师可根据专业性质、已有的学习基础、学时数和学生的层次从中选择所需的内容。也可为从事GNSS技术理论研究和应用研究的科研人员和工程技术人员提供参考。