目标定位理论与方法

目录前言 第 1 章 绪论 1 1.1 目标定位发展简史 1 1.1.1 从视觉观察定位到天文定位 1 1.1.2 无线电定位与惯性导航定位 2 1.1.3 卫星导航定位 3 1.1.4 航空航天摄影测量定位 4 1.2 目标定位系统概述 5 1.2.1 坐标系 5 1.2.2 典型观测设备 8 1.2.3 定位基本原理 11 练习和思考题 13 第 2 章 误差理论基础 14 2.1 测量误差概述 14 2.1.1 真值和真误差 14 2.1.2 测量误差的来源 14 2.1.3 观测的分类 15 2.1.4 测量误差分类 16 2.1.5 偶然误差的特性 17 2.2 精度估计的标准 19 2.2.1 精度 19 2.2.2 中误差 19 2.2.3 相对误差 20 2.2.4 极限误差 20 2.3 算术平均值及其中误差 21 2.3.1 算术平均值 21 2.3.2 观测值的改正数 21 2.3.3 观测值的中误差 22 2.4 误差传播定律 23 2.4.1 误差传播定律的推导 23 2.4.2 误差传播定律的应用 25 2.5 *小二乘法 26 2.5.1 基本概念 262.5.2 解算方法 27 练习和思考题 30 第 3 章 大地坐标系 31 3.1 引言 31 3.2 地球形状 32 3.2.1 椭球面 32 3.2.2 大地水准面 34 3.3 坐标系的建立 35 3.3.1 球面大地坐标系 35 3.3.2 空间直角坐标系 36 3.3.3 高程系统 37 3.4 坐标系的形式 38 3.4.1 天球参考系 39 3.4.2 参心坐标系 39 3.4.3 地心坐标系 40 3.5 坐标系的转换 42 3.5.1 坐标旋转变换的数学原理 42 3.5.2 球面坐标系与空间直角坐标系的转换 45 3.5.3 大地坐标系与空间直角坐标系的转换 45 3.5.4 不同空间直角坐标的转换 47 3.5.5 不同大地坐标的转换 48 练习和思考题 51 第 4 章 投影与地图 52 4.1 投影概述 52 4.1.1 投影的意义 52 4.1.2 投影方程 52 4.1.3 投影变形 53 4.2 圆柱投影 54 4.2.1 圆柱投影及一般公式 55 4.2.2 等角正圆柱投影 56 4.3 高斯投影 57 4.3.1 基本概念 57 4.3.2 投影分带 58 4.3.3 高斯平面直角坐标系 59 4.3.4 高斯投影正反算 60 4.4 地理格网 62 4.4.1 美军军事网格参考系统 62 4.4.2 我国的地理格网 66 4.5 地图、地形图和比例尺 674.5.1 地图 67 4.5.2 地形图 68 4.5.3 比例尺 69 4.6 地形图的分幅与编号 70 4.6.1 基本比例尺地形图的分幅与编号 70 4.6.2 大比例尺地形图的分幅与编号 73 练习和思考题 74 第 5 章 普通测量定位 75 5.1 角度测量 75 5.1.1 水平角 75 5.1.2 垂直角 76 5.1.3 经纬仪的整置 76 5.1.4 水平角观测与记录 78 5.1.5 垂直角观测与记录 80 5.2 距离测量 82 5.2.1 钢尺量距 82 5.2.2 电磁波测距 84 5.3 全站仪测量 91 5.3.1 概述 91 5.3.2 全站仪的基本功能 91 5.4 测角交会测量 97 5.4.1 余切公式及交会图形 97 5.4.2 前方交会、侧方交会和单三角形的坐标计算 98 5.4.3 后方交会 100 5.5 测边交会与边角后方交会 102 5.5.1 测边交会 102 5.5.2 边角后方交会 102 5.6 三角高程测量 103 5.6.1 三角高程测量原理 103 5.6.2 高差计算公式 104 5.6.3 地球*率和大气折光对高差的影响 104 5.6.4 高程计算 106 练习和思考题 106 第 6 章 航空摄影测量定位 108 6.1 坐标系及内外方位元素 108 6.2 共线条件方程 111 6.3 单像空间后方交会 113 6.3.1 角锥体法 113 6.3.2 共线条件方程法 1156.4 基于单张像片的目标定位 117 6.5 基于立体像对的目标定位 120 6.5.1 相对方位元素 121 6.5.2 绝对方位元素 123 6.5.3 相对定向 124 6.5.4 空间前方交会 126 6.5.5 绝对定向 128 练习和思考题 132 第 7 章 航天摄影测量定位 133 7.1 相关坐标系及其转换 133 7.1.1 像方坐标系 133 7.1.2 卫星相关坐标系 134 7.1.3 物方坐标系 136 7.2 基于严密成像模型的目标定位 137 7.2.1 基于共线方程的传感器模型 137 7.2.2 严密传感器模型的解算 139 7.3 基于通用成像模型的目标定位 143 7.3.1 多项式模型方法 143 7.3.2 直接线性变换模型方法 144 7.3.3 有理函数模型方法 147 练习和思考题 155 第 8 章 卫星导航定位 156 8.1 卫星导航系统简介 156 8.1.1 中国北斗系统 156 8.1.2 美国 GPS 系统 157 8.1.3 俄罗斯 GLONASS 系统 158 8.1.4 欧盟 Galileo 系统 158 8.2 定位误差源分析 159 8.2.1 与卫星有关的误差 159 8.2.2 与信号空间传播有关的误差 160 8.2.3 与接收机相关的误差 161 8.2.4 其他误差 161 8.3 卫星导航定位基本原理 161 8.3.1 伪距测量 162 8.3.2 载波相位测量 163 8.3.3 绝对定位和相对定位 166 8.3.4 差分 GNSS 定位原理 173 8.3.5 CORS 技术 176 8.4 GNSS 测量的作业模式 176练习和思考题 178 第 9 章 大地天文测量定位 179 9.1 发展现状 179 9.1.1 传统的天文测量 179 9.1.2 基于电子经纬仪的大地天文测量 180 9.1.3 基于 CCD 技术的自动大地天文测量 180 9.2 天球 181 9.2.1 天球的基本概念 181 9.2.2 天球上的标识 181 9.2.3 天体的视运动 182 9.3 空间坐标系 183 9.3.1 地平坐标系 184 9.3.2 时角坐标系 185 9.3.3 赤道坐标系 186 9.3.4 黄道坐标系 187 9.4 时间基准 187 9.4.1 时间的基本概念 187 9.4.2 恒星时与太阳时 189 9.4.3 历书时 191 9.4.4 原子时与协调世界时 192 9.4.5 大地天文测量定位中的时间工作 194 9.5 天顶距法测量原理 195 9.5.1 纬度测量 195 9.5.2 经度测量 196 9.6 数字天顶仪 197 9.6.1 系统概述 197 9.6.2 工作原理 198 练习和思考题 203 主要参考文献 204