GPS卫星定位测量概论(三版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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本书以作者长年于中兴大学土木系及研究所开设之「GPS全球定位系统概论」、「GPS卫星定位测量」课程为编撰基础，并参考了GPS领域最新的书籍、论文与技术报告，以浅显易懂的方式，使土木、测量、建筑、水利等科系学子在利用此项新技术进行测量定位时有所参酌依循。此外，凡历年土木与测量制图类高普考、专技考试中与GPS相关内容之考题范例，亦列入各章节中供读者参考。

作者简介

高书屏

　　曾任职务：
　　
　　1. 国立台湾大学土木系兼任副教授
　　2. 国立云林科技大学营建系兼任副教授
　　3. 国立中兴大学土木系测量资讯组副教授及助理教授
　　4. 第1-3届中华空间资讯学会秘书长
　　5. 第4届中华空间资讯学会理事长
　　6. 中国测量工程学会等5个学会之常务理事、理事及监事等职务
　　7. 第16届中华民国地籍测量学会副理事长
　　
　　目前任职：
　　
　　1. 国立中兴大学土木系测量资讯组专任教授兼系主任
　　2. 中国测量工程学会理事长
　　3. 中华空间资讯学会荣誉理事长
　　4. 测量工程期刊编辑委员会主任委员
　　5. 中华民国地籍测量学会常务理事及台湾土地重划学会常务理事
　　
　　专业证照：
　　
　　1. 营建测量工程师
　　2. 甲级工程测量技术士
　　
　　着作：
　　
　　1. 道路工程测量实务，詹氏书局
　　2. 测量平差与计算三版，采玉出版社
　　
　　论着及荣誉：
　　
　　曾发表国内、外期刊及研讨会论文合计约一百五十余篇，并曾获美国国家专业测量师学会1993年年度最佳论文研究计划奖，美中华人科技学会第十一届美中华人科技研讨会杰出论文奖，中国测量工程学会七十八、八十三、八十五、九十六及九十九年度测量工程论文着作奖，中华民国地籍测量学会九十一、九十三年度论文奖。
　　
　　另积极从事地籍测量、空间资讯相关服务绩效卓着，曾获内政部九十七年度第十三届地政贡献奖，一百零二年度中国工程师学会台中分会杰出工程教授奖，一百零二年度国立中兴大学服务特优奖、一百零二年度台中市市政建设论文奖第二名及一百零五年度台中市市政建筑论文奖第一名等诸多奖项荣誉。
　　
　　Email：spkao@dragon.nchu.edu.tw
　　Website：www.ce.nchu.edu.tw/wb_main.asp?url=42&cno=4&tno=34

第一章　GPS绪论
1.1 GPS的源起及发展
1.2 GPS测量的定义及特点
1.3 GPS的系统架构
1.3.1 太空部份
1.3.2 地面控制部份
1.3.3 使用者部份
1.4 习题一

第二章　GPS定位基本原理
2.1 GPS定位原理
2.2 伪距测量
2.3 载波相位测量
2.3.1 GPS卫星的SA技术及AS技术
2.3.2 GPS信号结构和特性
2.4 绝对（单点）定位与相对定位测量
2.5 静态与动态定位测量
2.6 差分DGPS测量
2.7 习题二

第三章　GPS卫星讯号和导航讯息
3.1 GPS的时间标准
3.2 GPS的讯号内涵及观测资料
3.3 GPS的讯号频率关系
3.3.1 GPS讯号编码
3.3.2 C/A码
3.3.3 P码
3.3.4 M码
3.4 GPS导航讯息
3.5 习题三

第四章　GPS接收仪的发展与性能分析
4.1 GPS接收仪的发展
4.2 GPS接收仪基本工作原理
4.3 GPS接收仪的规格
4.3.1 GPS接收仪至少应满足之要求
4.3.2 基本结构
4.4 GPS接收仪的类别
4.5 GPS接收仪天线的基本要求
4.6 GPS接收仪开发的关键技术
4.7 GPS测量软体应具备的功能
4.8 GPS接收仪之购置与选择
4.8.1 慎重考虑是否要购置GPS接收仪
4.8.2 GPS接收仪的选择
4.8.3 单频接收仪与双频接收仪
4.8.4 单频及双频接收仪的优、缺点
4.9 单星座接收仪与多星座接收仪
4.10 售后服务
4.11 习题四

第五章　GPS测量外业规划
5.1 GPS测量作业规画目的
5.1.1 点位选择
5.1.2 点位踏勘
5.2 GPS静态测量外业规划
5.2.1 了解测区范围
5.2.2 蒐集已知点资料
5.2.3 作业人员编组
5.2.4 资料处理作业编组
5.3 观测时段的选择
5.3.1 测量作业规划
5.4 卫星数目与观测时段
5.5 DOP与RDOP值
5.6 GPS控制网网形设计
5.6.1 GPS网形设计的一般原则
5.6.2 GPS网形设计的细部原则与方法
5.6.3 GPS控制网实例及精度分析
5.6.4 网形设计对GPS控制测量成本之影响分析
5.6.5 GPS网形设计精度与效益
5.7 习题五

第六章　GPS测量外业执行
6.1 GPS野外测量
6.1.1 卫星测站之选定
6.1.2 测站之设定
6.2 卫星定位仪操作程序
6.3 DGPS差分系统
6.4 RTK及其应用
6.4.1 RTK测量的作业模式
6.4.2 GPS动态测量原理
6.5 习题六

第七章　GPS定位误差来源及处理模式
7.1 概述
7.2 影响GPS卫星定位测量精度因素
7.3 与卫星有关之误差
7.3.1 卫星时表误差
7.3.2 卫星轨道误差
7.3.3 几何精度稀释
7.4 与环境传播有关之误差
7.4.1 电离层传播误差
7.4.2 对流层延迟折射误差
7.4.3 多路径误差
7.5 与接收仪有关之误差
7.5.1 接收仪时表误差
7.5.2 接收仪设计误差
7.5.3 接收仪内部误差
7.5.4 天线相位中心偏差
7.5.5 载波相位的週波脱落
7.5.6 载波相位的週波未定值
7.6 其他误差
7.6.1 参考站坐标误差
7.6.2 测站误差
7.6.3 选择性效应（SA）及反愚效应（AS）
7.6.4 选效误差
7.6.5 观测误差
7.6.6 地球潮汐影响和负荷潮影响
7.6.7 其他的系统误差
7.7 GPS测量产品质量特性及相应比重的区分
7.8 习题七

第八章　GPS观测资料处理及网形平差
8.1 GPS观测资料处理
8.2 GPS观测资料
8.3 GPS卫星观测方程式及组合
8.4 GPS单点定位的数学模式
8.5 双频之线性组合
8.6 观测差分法
8.6.1 一次差分
8.6.2 二次差分
8.6.3 三次差分
8.7 RTK定位原理与数学模式
8.8 虚拟参考站定位技术
8.9 习题八

第九章　GPS平面成果之转换
9.1 GPS之坐标系统
9.2 台湾地区之坐标系统
9.2.1 地籍坐标系统
9.2.2 TWD67坐标系统
9.2.3 TWD97坐标系统
9.3 坐标转换及坐标变换
9.3.1 坐标变换
9.3.2 坐标转换（基准转换）
9.4 习题九

第十章　GPS高程成果之转换
10.1 概论
10.2 GPS测高之基本原理
10.3 GPS测高之误差量
10.4 习题十

第十一章　GPS现代化发展及改进措施
11.1 GPS的现代化
11.2 GPS现代化计画中的军事及民用部份
11.3 GPS技术之发展趋势
11.4 习题十一

第十二章　GPS在各领域之应用
12.1 GPS未来发展
12.2 GPS应用加速因素
12.3 GPS的功能与应用
12.4 GPS在测绘及地籍应用优点
12.5 GPS的应用远景
12.6 习题十二

第十三章　其他类似GPS之系统介绍
13.1 GNSS系统
13.2 GLONASS系统
13.2.1 GLONASS系统缘起
13.2.2 GLONASS卫星系统结构
13.2.3 GPS/GLONASS系统对纯GPS系统的改进
13.3 GALILEO系统
13.3.1 概述
13.3.2 发展历史
13.3.3 计画四阶段
13.3.4 伽利略系统与GPS系统的区别
13.4 COMPASS系统
13.4.1 北斗系统发展阶段
13.4.2 北斗导航卫星三大功能及优势
13.5 习题十三

参考文献
附录　中英名词对照
 

序言

　　GPS卫星定位技术已深入普及到各行各业乃至一般民众的日常生活之中，如汽车卫星导航及iphone 7等智慧型手机之个人定位应用。

　　由于GPS技术的快速发展已对传统测量作业产生了很大的影响，并已广泛与深入的应用于测绘领域之中，本书是专为国内大专院校土木与测绘及空间资讯专业科系开设之GPS相关课程基础应用而编写的，因此本书採取深入浅出的方式论述该系统之基本原理、观测误差、外业及内业资料处理等，并且就其在各行各业之应用，尤其是在土木与测绘专业应用方面，予以作较详细的阐述，并将作者与历年来指导的硕博士研究生之相关GPS研究成果阐述于本书相关章节之中。

　　本章共分十三章，第一章概要的叙述GPS的发展源起及其特性与架构；第二章则主要是介绍GPS卫星定位基本原理及DGPS之理论与运作模式；第三章主要叙述GPS卫星的卫星讯号和导航讯息；第四章则是针对GPS接收仪的发展与性能分析作说明并对单频及双频接收仪的优缺点做了深入探讨；第五章至第六章主要是介绍GPS测量之外业规划与执行应考虑到的重点，并对RTK及其应用也做了介绍；第七章则着重分析卫星定位之误差来源及处理模式；第八章则探讨GPS观测资料处理及如何应用差分法将前章所提之误差进行降低或消除；第九章概要的叙述GPS与台湾地区所採用之坐标系统，并说明坐标转换及坐标变换的概念，进而说明如何进行坐标转换，以将GPS平面成果转换至TWD97系统成果；第十章简要的叙述如何将GPS高程成果转换至台湾地区正高系统之高程；第十一章至第十二章则针对GPS现代化发展和过程，以及GPS在各领域之应用展望作阐述；最后一章则是简要介绍其他类似GPS之全球定位系统。

　　本书系作者过去几年于中兴大学土木系大学部开设之GPS全球定位系统概论及研究所开设之GPS卫星定位测量之授课讲义为主，本书之撰写参考了国内外许多的GPS相关书籍及论文与技术报告，期望能以浅显易懂的方式，让利用GPS此项新的技术进行测量定位的土木、测量及建筑、水利等科系之莘莘学子能有所参卓依循，并将历年土木与测量制图类高普考及专技考试题中与GPS相关内容之考题范例，列于各章节中供参考，本书属于介绍如何利用GPS进行测量定位之基本初论层次，故仅针对概念进行说明介绍，而不做理论公式之详列推导，此理论部分将另外汇整成研究所层级之GPS卫星定位测量专书择期出版，本书内容虽力求正确但唯恐仍有疏漏与谬误之处，敬请各界先进专家学者、读者与各校教师不吝予以指正为荷。
 
二版序言

　　感谢广大读者及政大地政系林老生老师、甯方玺老师，逢甲大学土管系洪本善老师，逢甲大学都资系高豫麒老师，嘉药科技大学应用空间资讯系林宏麟老师、吴宗宝老师、徐博贤老师、金门大学土木与工程管理学系吴宗江老师及其它大专院校授课教师等，使用本书为GPS上课教材，方得以迅速再版，谨此致谢，二版中修订了错漏之处，并增加部分内容及范例，希望各界先进专家学者，仍不吝指正及採用为荷。
三版序言

　　再次感谢二版中所述及的国内许多学校之教师持续採用本书为上课教材，使本书得以顺利再版；本书又增加了一些新的内容及范例，希望能对授课教师及学生有所助益。

评分☆☆☆☆☆

《GPS衛星定位測量概論(三版)》這本書，對於我這個剛踏入國土測繪領域的社會新鮮人來說，簡直就是一本救命寶典！學校裡教的基礎知識，雖然有，但往往片段化，而且對於實際操作中會遇到的各種狀況，卻是霧裡看花。這本書的編排方式非常清晰，從最基礎的衛星系統架構、訊號傳輸原理開始，循序漸進地介紹了不同的定位模式，像是單點定位、差分定位（RTK、PPK）等等，並詳細闡述了它們之間的差異和適用情境。書中大量的圖表和公式，一開始看可能會覺得有點壓力，但仔細研讀後，你會發現作者的用意。這些圖表清楚地呈現了幾何構型、訊號傳遞路徑，而公式則精準地量化了各種影響因素，這讓原本抽象的概念變得具體可感。我特別喜歡書中關於「大地基準」的講解，從世界大地測量系統（WGS84）到台灣常用的TWD97、TWD67，每一個基準的演變、轉換的原理，都講得非常清楚，這對於我們處理不同來源的測量資料非常有幫助。總之，這本書讓我對GPS定位測量的專業性有了更深的認識，也為我日後的學習和工作打下了堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

這本《GPS衛星定位測量概論(三版)》真的讓我耳目一新！我本身是在地圖測繪領域工作，平常接觸到的衛星定位技術可說是家常便飯，但說實話，許多基礎理論和進階的應用細節，往往在日常操作中被簡化或忽略。這本書的出現，就像是為我枯燥的日常工作注入了一股清流。它並沒有停留在「衛星發射訊號，接收器接收訊號，算出座標」這麼淺層的介紹，而是非常深入地探討了訊號的傳播特性、大氣層的延遲效應、多路徑干涉的影響，甚至連接收器內部的雜訊處理機制都講得相當透徹。我尤其欣賞書中關於誤差來源的分析，從儀器誤差、衛星軌道誤差到接收機自身誤差，每一個環節都剖析得鞭辟入裡，這對於我們在實際測量中進行精度評估和誤差改正至關重要。而且，它還探討了不同軌道類型衛星（如GPS、GLONASS、Galileo、BeiDou）的協同定位技術，這在我們日常工作中越來越頻繁地會接觸到，有這樣一本能夠系統性梳理這些複雜概念的書籍，真的非常難得。我認為對於想深入了解GPS定位原理，而不只是停留在軟體操作層面的讀者，這本書絕對是首選。

评分☆☆☆☆☆

作為一名長年以來在國外參與各種大型測繪項目的工程師，我見識過許多不同國家和地區的測繪標準和技術。這本《GPS衛星定位測量概論(三版)》所呈現的內容，我認為是相當有國際水準的。書中關於「衛星軌道測量」、「精密單點定位（PPP）」的深入探討，讓我回憶起在國外一些複雜地形進行測量時，所採用的高級技術。PPP技術能夠在不依賴地面參考站的情況下，達到與差分定位相當的精度，這在一些地理位置偏遠、缺乏基礎設施的區域，尤其顯得重要。書中對於「高層大氣模型」、「電離層延遲校正」的詳細闡述，也讓我對衛星訊號在傳播過程中受到的環境影響有了更全面的認識，這對於提高測量精度至關重要。此外，書中還涉及了「GNSS接收機的設計原理」、「訊號處理演算法」等較為底層的技術，這對於理解整個系統的運作機制有極大的幫助。我認為，這本書不僅能幫助台灣的讀者了解最新的GPS技術，更能讓他們與國際測繪標準接軌，培養出具備國際競爭力的人才。

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這本《GPS衛星定位測量概論(三版)》確實是內容紮實，對於有志於在測繪、導航、地理資訊系統等領域深耕的專業人士而言，是一本不可或缺的參考書。我特別讚賞書中對於「測量學」與「導航學」的融合探討。它不僅僅是介紹GPS的原理，更重要的是闡述了如何運用這些原理來進行精確的測量，以及如何將衛星定位技術應用於各種導航系統的設計和開發。書中關於「動力學定位」的概念，以及如何結合慣性導航系統（INS）來克服GPS訊號遮蔽或喪失的問題，是我認為非常具有實用價值的內容。這對於無人機、自動駕駛汽車等領域的發展至關重要。另外，書中對於「大地座標轉換」、「時間系統」的詳盡講解，以及如何處理「地心座標」與「大地座標」之間的關係，也解決了我過去在實務上經常遇到的困擾。書中的範例和案例分析，也讓理論知識與實際應用緊密結合，幫助讀者更好地理解複雜的概念。總之，這是一本能夠讓你從「知道」GPS能定位，到「理解」GPS如何定位，再到「應用」GPS進行精確測量的全面性著作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名對科技發展充滿好奇心的愛好者，特別關注地理空間資訊技術的進步。閱讀《GPS衛星定位測量概論(三版)》的過程，對我而言，更像是一趟探索未知世界的旅程。書中關於多頻段訊號接收、載波相位測量技術的介紹，讓我大開眼界。過去我只知道GPS可以定位，但對於它如何達到公分級甚至毫米級的精度，一直沒有一個完整的概念。這本書詳細解釋了載波相位觀測的原理，以及如何透過模糊度定解來獲得高精度結果，甚至提到了RTK技術的實時性優勢，以及它在測繪、工程、地質勘探等領域的廣泛應用。讓我印象深刻的是，書中還討論了GNSS（全球導航衛星系統）的演進，不僅僅是GPS，還涵蓋了GLONASS、Galileo、BeiDou等系統，以及它們如何整合應用，形成更強大的定位能力，這也預示著未來地理空間技術的發展趨勢。書中的一些篇章，深入探討了這些系統在訊號解算、時間同步、軌道確定方面的技術細節，雖然有些部分對我來說稍微專業，但整體而言，它讓我對「定位」這個日常行為背後的複雜科學有了更深刻的理解與讚嘆。