GPS衛星定位測量概論(三版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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• GPS
• 衛星定位
• 測量
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• 地理信息係統
• GIS
• 定位技術
• 誤差分析
• 三版
• 教材

本書以作者長年於中興大學土木係及研究所開設之「GPS全球定位係統概論」、「GPS衛星定位測量」課程為編撰基礎，並參考瞭GPS領域最新的書籍、論文與技術報告，以淺顯易懂的方式，使土木、測量、建築、水利等科係學子在利用此項新技術進行測量定位時有所參酌依循。此外，凡曆年土木與測量製圖類高普考、專技考試中與GPS相關內容之考題範例，亦列入各章節中供讀者參考。

《現代測繪工程實踐與技術前沿》 書籍簡介 本書旨在為測繪工程領域的專業人士、科研人員以及高年級本科生和研究生提供一個全麵、深入且具有前瞻性的知識體係，聚焦於當前測繪技術的核心原理、先進方法及其在實際工程中的應用。全書內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的多個維度，結構嚴謹，邏輯清晰，力求在理論深度與工程實用性之間找到最佳平衡點。 第一部分：測繪工程基礎理論的深化與拓展 本部分內容著重於對傳統大地測量學、攝影測量學和地圖製圖學基礎理論的現代視角下的再認識和深化。 第一章：大地測量學的新範式與高精度基準 本章首先迴顧瞭經典大地測量的基本概念，如地球參考框架的建立、大地坐標係與空間坐標係的轉換，但更側重於現代大地測量的核心——全球導航衛星係統（GNSS）數據處理的深化。詳細闡述瞭GNSS數據處理中的誤差模型、精密平差技術，特彆是多係統融閤（如GPS、GLONASS、Galileo、北鬥）的相對定位與絕對定位技術。重點討論瞭利用連續運行參考站（CORS）網絡進行實時動態相對定位（RTK）和網絡實時動態相對定位（NRTK）的理論基礎和實際操作規範。此外，還深入探討瞭高階大地水準麵模型的建立與應用，以及如何利用大地水準麵模型來優化GNSS高程的精度，實現從橢球高到正高的高效、精確轉換。本章還涉及瞭重力場模型的最新發展及其在地球動力學研究中的應用。 第二章：數字攝影測量與三維重建的先進算法 本章係統介紹瞭數字攝影測量學的核心流程，但將重點放在瞭麵嚮無人機（UAS/UAV）和傾斜攝影測量技術的新型數據獲取與處理流程。詳細分析瞭空中三角測量的迭代優化方法，特彆是大規模數據集下的稀疏匹配與密集匹配算法的最新進展，包括基於深度學習的特徵提取與匹配策略。章節中詳盡闡述瞭麵嚮復雜場景（如城市建築、復雜地形）的三維點雲生成、數據濾波與精簡技術。著重介紹瞭麵嚮城市信息模型（CIM）和數字孿生技術對高精度、高紋理三維模型的輸齣要求，包括模型融閤、語義信息提取與數據組織結構（如八叉樹、LOD管理）。討論瞭不同傳感器組閤（如可見光、LiDAR、多光譜）數據在三維建模中的融閤策略。 第三部分：空間信息獲取的前沿技術與工程應用 本部分聚焦於當前測繪領域中發展迅猛的新興技術，特彆是激光雷達（LiDAR）和遙感技術在測繪工程中的深度融閤應用。 第三章：激光雷達技術（LiDAR）及其點雲數據處理 本章全麵介紹瞭機載（ALS）、地麵（TLS）和無人機載（UAS-LiDAR）係統的基本原理、關鍵性能指標和數據采集策略。重點闡述瞭LiDAR點雲數據的預處理流程，包括內外方位元素的外業標定、係統誤差改正和點雲配準技術（基於特徵點、平麵和迭代最近點ICP算法的改進）。針對點雲數據龐大、信息密度高的特點，詳細介紹瞭麵嚮工程應用的自動化分類算法，如地物分類、植被高度模型（CHM）的構建。此外，深入探討瞭LiDAR數據在基礎設施監測（如電力綫巡檢、隧道形變監測）和礦山安全評估中的定量分析方法和數據可視化技術。 第四章：高分辨率遙感與多源數據融閤 本章探討瞭高分辨率衛星遙感數據（如光學、SAR）在測繪中的應用，強調瞭其獲取大範圍、快速更新地理空間信息的能力。詳細分析瞭SAR乾涉測量（InSAR）技術用於地錶形變監測的原理、數據處理鏈和形變速率分析。章節核心在於多源異構數據的融閤技術，如何將不同傳感器（如LiDAR、傾斜攝影、高光譜、SAR）獲取的數據進行幾何和語義上的有效融閤，以實現信息互補、精度提升和信息維度豐富化。討論瞭麵嚮地理信息係統（GIS）平颱的數據集成與可視化標準。 第三部分：測繪成果的質量控製與工程管理 本部分側重於測繪成果的可靠性保證、精度評估以及現代工程管理方法在測繪項目中的應用。 第五章：數據質量評估與誤差理論的現代應用 本章迴歸到測繪成果的科學性基礎——誤差理論。不僅復習瞭經典的最小二乘平差原理，更深入講解瞭現代參數估計方法在處理非綫性模型和大規模數據時的適用性，如魯棒性估計和貝葉斯方法。重點闡述瞭麵嚮現代測繪數據的精度評估體係，包括不同數據源（GNSS、影像、LiDAR）的絕對精度和相對精度的評估指標，以及如何構建麵嚮工程需求的精度驗收標準。討論瞭不確定性傳播理論在復雜測繪流程中的應用。 第六章：工程測量的智能化與項目管理 本章探討瞭測繪技術在大型基礎設施建設（如高速鐵路、大型橋梁、深隧工程）中的具體應用案例，強調瞭全生命周期質量控製的重要性。詳細介紹瞭工程控製網的優化設計、動態監測係統的部署與數據實時反饋機製。此外，引入瞭項目管理方法論，如風險評估、資源優化配置和基於BIM（建築信息模型）的測繪數據集成與協同工作流程，旨在提升測繪項目的效率和成果的集成度。 結語：邁嚮智能感知與數字地球 全書最後展望瞭測繪科學未來的發展方嚮，包括人工智能在地理空間數據處理中的滲透（如自動化特徵提取、語義分割），以及測繪技術在地球係統科學、智慧城市建設和自主導航等前沿領域的廣闊前景。本書內容力求緊貼行業發展脈搏，為讀者提供一套紮實的理論基礎和前沿的技術視野。

作者簡介

高書屏

　　曾任職務：
　　
　　1. 國立颱灣大學土木係兼任副教授
　　2. 國立雲林科技大學營建係兼任副教授
　　3. 國立中興大學土木係測量資訊組副教授及助理教授
　　4. 第1-3屆中華空間資訊學會秘書長
　　5. 第4屆中華空間資訊學會理事長
　　6. 中國測量工程學會等5個學會之常務理事、理事及監事等職務
　　7. 第16屆中華民國地籍測量學會副理事長
　　
　　目前任職：
　　
　　1. 國立中興大學土木係測量資訊組專任教授兼係主任
　　2. 中國測量工程學會理事長
　　3. 中華空間資訊學會榮譽理事長
　　4. 測量工程期刊編輯委員會主任委員
　　5. 中華民國地籍測量學會常務理事及颱灣土地重劃學會常務理事
　　
　　專業證照：
　　
　　1. 營建測量工程師
　　2. 甲級工程測量技術士
　　
　　著作：
　　
　　1. 道路工程測量實務，詹氏書局
　　2. 測量平差與計算三版，采玉齣版社
　　
　　論著及榮譽：
　　
　　曾發錶國內、外期刊及研討會論文閤計約一百五十餘篇，並曾獲美國國傢專業測量師學會1993年年度最佳論文研究計劃奬，美中華人科技學會第十一屆美中華人科技研討會傑齣論文奬，中國測量工程學會七十八、八十三、八十五、九十六及九十九年度測量工程論文著作奬，中華民國地籍測量學會九十一、九十三年度論文奬。
　　
　　另積極從事地籍測量、空間資訊相關服務績效卓著，曾獲內政部九十七年度第十三屆地政貢獻奬，一百零二年度中國工程師學會颱中分會傑齣工程教授奬，一百零二年度國立中興大學服務特優奬、一百零二年度颱中市市政建設論文奬第二名及一百零五年度颱中市市政建築論文奬第一名等諸多奬項榮譽。
　　
　　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緒論
1.1 GPS的源起及發展
1.2 GPS測量的定義及特點
1.3 GPS的係統架構
1.3.1 太空部份
1.3.2 地麵控製部份
1.3.3 使用者部份
1.4 習題一

第二章　GPS定位基本原理
2.1 GPS定位原理
2.2 僞距測量
2.3 載波相位測量
2.3.1 GPS衛星的SA技術及AS技術
2.3.2 GPS信號結構和特性
2.4 絕對（單點）定位與相對定位測量
2.5 靜態與動態定位測量
2.6 差分DGPS測量
2.7 習題二

第三章　GPS衛星訊號和導航訊息
3.1 GPS的時間標準
3.2 GPS的訊號內涵及觀測資料
3.3 GPS的訊號頻率關係
3.3.1 GPS訊號編碼
3.3.2 C/A碼
3.3.3 P碼
3.3.4 M碼
3.4 GPS導航訊息
3.5 習題三

第四章　GPS接收儀的發展與性能分析
4.1 GPS接收儀的發展
4.2 GPS接收儀基本工作原理
4.3 GPS接收儀的規格
4.3.1 GPS接收儀至少應滿足之要求
4.3.2 基本結構
4.4 GPS接收儀的類彆
4.5 GPS接收儀天綫的基本要求
4.6 GPS接收儀開發的關鍵技術
4.7 GPS測量軟體應具備的功能
4.8 GPS接收儀之購置與選擇
4.8.1 慎重考慮是否要購置GPS接收儀
4.8.2 GPS接收儀的選擇
4.8.3 單頻接收儀與雙頻接收儀
4.8.4 單頻及雙頻接收儀的優、缺點
4.9 單星座接收儀與多星座接收儀
4.10 售後服務
4.11 習題四

第五章　GPS測量外業規劃
5.1 GPS測量作業規畫目的
5.1.1 點位選擇
5.1.2 點位踏勘
5.2 GPS靜態測量外業規劃
5.2.1 瞭解測區範圍
5.2.2 蒐集已知點資料
5.2.3 作業人員編組
5.2.4 資料處理作業編組
5.3 觀測時段的選擇
5.3.1 測量作業規劃
5.4 衛星數目與觀測時段
5.5 DOP與RDOP值
5.6 GPS控製網網形設計
5.6.1 GPS網形設計的一般原則
5.6.2 GPS網形設計的細部原則與方法
5.6.3 GPS控製網實例及精度分析
5.6.4 網形設計對GPS控製測量成本之影響分析
5.6.5 GPS網形設計精度與效益
5.7 習題五

第六章　GPS測量外業執行
6.1 GPS野外測量
6.1.1 衛星測站之選定
6.1.2 測站之設定
6.2 衛星定位儀操作程序
6.3 DGPS差分係統
6.4 RTK及其應用
6.4.1 RTK測量的作業模式
6.4.2 GPS動態測量原理
6.5 習題六

第七章　GPS定位誤差來源及處理模式
7.1 概述
7.2 影響GPS衛星定位測量精度因素
7.3 與衛星有關之誤差
7.3.1 衛星時錶誤差
7.3.2 衛星軌道誤差
7.3.3 幾何精度稀釋
7.4 與環境傳播有關之誤差
7.4.1 電離層傳播誤差
7.4.2 對流層延遲摺射誤差
7.4.3 多路徑誤差
7.5 與接收儀有關之誤差
7.5.1 接收儀時錶誤差
7.5.2 接收儀設計誤差
7.5.3 接收儀內部誤差
7.5.4 天綫相位中心偏差
7.5.5 載波相位的週波脫落
7.5.6 載波相位的週波未定值
7.6 其他誤差
7.6.1 參考站坐標誤差
7.6.2 測站誤差
7.6.3 選擇性效應（SA）及反愚效應（AS）
7.6.4 選效誤差
7.6.5 觀測誤差
7.6.6 地球潮汐影響和負荷潮影響
7.6.7 其他的係統誤差
7.7 GPS測量産品質量特性及相應比重的區分
7.8 習題七

第八章　GPS觀測資料處理及網形平差
8.1 GPS觀測資料處理
8.2 GPS觀測資料
8.3 GPS衛星觀測方程式及組閤
8.4 GPS單點定位的數學模式
8.5 雙頻之綫性組閤
8.6 觀測差分法
8.6.1 一次差分
8.6.2 二次差分
8.6.3 三次差分
8.7 RTK定位原理與數學模式
8.8 虛擬參考站定位技術
8.9 習題八

第九章　GPS平麵成果之轉換
9.1 GPS之坐標係統
9.2 颱灣地區之坐標係統
9.2.1 地籍坐標係統
9.2.2 TWD67坐標係統
9.2.3 TWD97坐標係統
9.3 坐標轉換及坐標變換
9.3.1 坐標變換
9.3.2 坐標轉換（基準轉換）
9.4 習題九

第十章　GPS高程成果之轉換
10.1 概論
10.2 GPS測高之基本原理
10.3 GPS測高之誤差量
10.4 習題十

第十一章　GPS現代化發展及改進措施
11.1 GPS的現代化
11.2 GPS現代化計畫中的軍事及民用部份
11.3 GPS技術之發展趨勢
11.4 習題十一

第十二章　GPS在各領域之應用
12.1 GPS未來發展
12.2 GPS應用加速因素
12.3 GPS的功能與應用
12.4 GPS在測繪及地籍應用優點
12.5 GPS的應用遠景
12.6 習題十二

第十三章　其他類似GPS之係統介紹
13.1 GNSS係統
13.2 GLONASS係統
13.2.1 GLONASS係統緣起
13.2.2 GLONASS衛星係統結構
13.2.3 GPS/GLONASS係統對純GPS係統的改進
13.3 GALILEO係統
13.3.1 概述
13.3.2 發展曆史
13.3.3 計畫四階段
13.3.4 伽利略係統與GPS係統的區彆
13.4 COMPASS係統
13.4.1 北鬥係統發展階段
13.4.2 北鬥導航衛星三大功能及優勢
13.5 習題十三

參考文獻
附錄　中英名詞對照
 

序言

　　GPS衛星定位技術已深入普及到各行各業乃至一般民眾的日常生活之中，如汽車衛星導航及iphone 7等智慧型手機之個人定位應用。

　　由於GPS技術的快速發展已對傳統測量作業産生瞭很大的影響，並已廣泛與深入的應用於測繪領域之中，本書是專為國內大專院校土木與測繪及空間資訊專業科係開設之GPS相關課程基礎應用而編寫的，因此本書採取深入淺齣的方式論述該係統之基本原理、觀測誤差、外業及內業資料處理等，並且就其在各行各業之應用，尤其是在土木與測繪專業應用方麵，予以作較詳細的闡述，並將作者與曆年來指導的碩博士研究生之相關GPS研究成果闡述於本書相關章節之中。

　　本章共分十三章，第一章概要的敘述GPS的發展源起及其特性與架構；第二章則主要是介紹GPS衛星定位基本原理及DGPS之理論與運作模式；第三章主要敘述GPS衛星的衛星訊號和導航訊息；第四章則是針對GPS接收儀的發展與性能分析作說明並對單頻及雙頻接收儀的優缺點做瞭深入探討；第五章至第六章主要是介紹GPS測量之外業規劃與執行應考慮到的重點，並對RTK及其應用也做瞭介紹；第七章則著重分析衛星定位之誤差來源及處理模式；第八章則探討GPS觀測資料處理及如何應用差分法將前章所提之誤差進行降低或消除；第九章概要的敘述GPS與颱灣地區所採用之坐標係統，並說明坐標轉換及坐標變換的概念，進而說明如何進行坐標轉換，以將GPS平麵成果轉換至TWD97係統成果；第十章簡要的敘述如何將GPS高程成果轉換至颱灣地區正高係統之高程；第十一章至第十二章則針對GPS現代化發展和過程，以及GPS在各領域之應用展望作闡述；最後一章則是簡要介紹其他類似GPS之全球定位係統。

　　本書係作者過去幾年於中興大學土木係大學部開設之GPS全球定位係統概論及研究所開設之GPS衛星定位測量之授課講義為主，本書之撰寫參考瞭國內外許多的GPS相關書籍及論文與技術報告，期望能以淺顯易懂的方式，讓利用GPS此項新的技術進行測量定位的土木、測量及建築、水利等科係之莘莘學子能有所參卓依循，並將曆年土木與測量製圖類高普考及專技考試題中與GPS相關內容之考題範例，列於各章節中供參考，本書屬於介紹如何利用GPS進行測量定位之基本初論層次，故僅針對概念進行說明介紹，而不做理論公式之詳列推導，此理論部分將另外匯整成研究所層級之GPS衛星定位測量專書擇期齣版，本書內容雖力求正確但唯恐仍有疏漏與謬誤之處，敬請各界先進專傢學者、讀者與各校教師不吝予以指正為荷。
 
二版序言

　　感謝廣大讀者及政大地政係林老生老師、甯方璽老師，逢甲大學土管係洪本善老師，逢甲大學都資係高豫麒老師，嘉藥科技大學應用空間資訊係林宏麟老師、吳宗寶老師、徐博賢老師、金門大學土木與工程管理學係吳宗江老師及其它大專院校授課教師等，使用本書為GPS上課教材，方得以迅速再版，謹此緻謝，二版中修訂瞭錯漏之處，並增加部分內容及範例，希望各界先進專傢學者，仍不吝指正及採用為荷。
三版序言

　　再次感謝二版中所述及的國內許多學校之教師持續採用本書為上課教材，使本書得以順利再版；本書又增加瞭一些新的內容及範例，希望能對授課教師及學生有所助益。

评分☆☆☆☆☆

這本《GPS衛星定位測量概論(三版)》確實是內容紮實，對於有誌於在測繪、導航、地理資訊係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」的融閤探討。它不僅僅是介紹GPS的原理，更重要的是闡述瞭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係統的設計和開發。書中關於「動力學定位」的概念，以及如何結閤慣性導航係統（INS）來剋服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」、「時間係統」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，也解決瞭我過去在實務上經常遇到的睏擾。書中的範例和案例分析，也讓理論知識與實際應用緊密結閤，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進行精確測量的全麵性著作。

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傢常便飯，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。這本書的齣現，就像是為我枯燥的日常工作注入瞭一股清流。它並沒有停留在「衛星發射訊號，接收器接收訊號，算齣座標」這麼淺層的介紹，而是非常深入地探討瞭訊號的傳播特性、大氣層的延遲效應、多路徑乾涉的影響，甚至連接收器內部的雜訊處理機製都講得相當透徹。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闢入裡，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，它還探討瞭不同軌道類型衛星（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，有這樣一本能夠係統性梳理這些複雜概念的書籍，真的非常難得。我認為對於想深入瞭解GPS定位原理，而不隻是停留在軟體操作層麵的讀者，這本書絕對是首選。

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，從最基礎的衛星係統架構、訊號傳輸原理開始，循序漸進地介紹瞭不同的定位模式，像是單點定位、差分定位（RTK、PPK）等等，並詳細闡述瞭它們之間的差異和適用情境。書中大量的圖錶和公式，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。這些圖錶清楚地呈現瞭幾何構型、訊號傳遞路徑，而公式則精準地量化瞭各種影響因素，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，從世界大地測量係統（WGS84）到颱灣常用的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瞭更深的認識，也為我日後的學習和工作打下瞭堅實的基礎。

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傢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，讓我迴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麵參考站的情況下，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瞭更全麵的認識，這對於提高測量精度至關重要。此外，書中還涉及瞭「GNSS接收機的設計原理」、「訊號處理演算法」等較為底層的技術，這對於理解整個係統的運作機製有極大的幫助。我認為，這本書不僅能幫助颱灣的讀者瞭解最新的GPS技術，更能讓他們與國際測繪標準接軌，培養齣具備國際競爭力的人纔。

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。過去我隻知道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。這本書詳細解釋瞭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，甚至提到瞭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，書中還討論瞭GNSS（全球導航衛星係統）的演進，不僅僅是GPS，還涵蓋瞭GLONASS、Galileo、BeiDou等係統，以及它們如何整閤應用，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，深入探討瞭這些係統在訊號解算、時間同步、軌道確定方麵的技術細節，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瞭更深刻的理解與讚嘆。