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《GPS理论、算法与应用》(第3版)中文版出版

已有 1323 次阅读 2018-3-2 17:36 |个人分类:科学书场|系统分类:博客资讯



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GPS理论、算法与应用》(第3版)中文版出版

    [德]Guochang Xu[中]Yan Xu合著的GPS:Theory,Algorithms and Applications

    已经由许国昌、许艳翻译为中文,2017年11月由科学出版社出版。该书515 000字。(责任编辑:苗李莉 李静;责任校对:张小霞;责任印制:肖兴;封面设计:图阅社。定价:59.0元。)

                                        

                                            内容简介


       该书介绍全球定位系统(GPS/GLONASS/Galileo/Compass)的理论、算法和应用。主要内容来自于在波茨坦GFZ开发的KSGsoft软件程序的源代码说明书。在新的多功能GPS/Galileo软件的开发过程中对理论和算法进行了扩展和验证。除了第一版中介绍的GPS数据处理的统一方法、对角化算法、自适应卡尔曼滤波、模糊度的一般搜索准则和变分方程的代数解,第二版中介绍的GPS算法的等价性理论、独立参数化方法、另一种太阳光压模型,第三版中补充了GNSS系统的现代化、理论和算法的新发展,以及广泛应用的各项研究。本书从概述开始,介绍坐标和时间系统及卫星轨道的基础知识,以及GPS观测量,并进行诸如观测误差源、观测方程及其参数化、平差和滤波、模糊度求解、软件开发和数据处理,以及扰动轨道确定的专题研究。

    本书适合作为相关专业高年级本科生、研究生,以及科研人员学习研究GNSS理论算法应用的教科书和参考用书。





    该书第3版英文版前言对修订和补充的内容进行了详细介绍。中英文版前言分别如下:

 

3版中文版前言

 

本书英文版原著GPS理论、算法与应用经过超过两年时间的著作于2003年出版,之后应Springer出版社要求,经过了九个月时间的最新研究成果添补,GPS英文第二版于2007年出版,此书被若干正式发表的书评誉为原创著作,有些算法也被以作者名字命名。之后,本书第一作者开始转向卫星轨道和天体力学研究,著作Orbits2008年由Springer出版,出版后的研究持续进行,有若干重要的天体力学文章在MNRAS上发表,直到2013OrbitsJia Xu为第二作者再版,并且在第一作者回国到山东大学任职后团队其他成员也参与研究。2009年第一作者开始主编Science of Geodesy系列著作,其第一部和第二部已由Springer

2010年和2012年出版。这期间和之后,GPS英文第二版由北京跟踪与通信技术研究所组织翻译并由清华大学出版社于2011年出版,由德黑兰大学翻译成波斯文,并由德黑兰大学出版社于2014年出版。GPS第三版的中文版主要由许艳副研究员主持翻译,获得了解放军信息工程大学曲云英女士的翻译支持,并参考了部分2011年版的中文版翻译,在内容结构上也对英文原著略有调整。

卫星导航单位系统经过30多年的发展,已经从GPS系统一枝独秀,形成了多种系统如GLONASSGalileo,北斗等系统百花盛开的局面,特别是北斗系统已经开始全球系统的布设实施,甚至北斗三代四代页已经计划立项。卫星导航系统技术从军事应用,逐步发展为大众位置服务应用不可或缺的技术,其市场容量之大不可估量。所以在这个时候,出版这部在世界领域内有重要影响的著作的最新版本的中文版,具有重要的意义。但愿此书能为中国的卫星导航定位系统的发展做出其贡献。

本著作得出版,获得了以下单位的大力支持,它们是:山东大学空间科学学院、哈尔滨工业大学深圳空间科学与技术应用研究院、东南大学智慧城市研究院、航天五院及航天钱学森实验室、国家自然科学基金会、科技部国家重点专项办、威海市南海新区管委会及威海五洲公司等。这些支持包括人员、经费、组织、设施、场地、示范和指导等,特别是第一作者及其团队包括第二作者依托上述单位获得的多达30多项的各类项目基金的支持。

本书得出版获得了科学出版社朱海燕编辑的大力支持,苗李莉和李静编辑的具体指导,封面设计获得了航天五院车晓玲高工的大力支持,在此一并致谢!

                                          许国昌  许艳

                                        20161

 

 

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3版前言

 

2003年年底该书首版问世。2006年前后,应Soringer之邀修订了第二版并于2007年年底出版。该书首版是在KSGsoftXu et al.,1998)和KGsoftXu,1999)软件设计经验基础上,以及在德国和丹麦相关研究及实践基础上创作的。第二版的修订要得益于多功能的GPS/Galileo软件设计(MFGsoftXu,2004)。在GPS研究中发现了用于卫星定位的新的太阳光压模型,促使我们尝试求解卫星的二阶摄动方程,从而产生了Orbits一书,于2008年年底出版。Orbits的第二版加入了更深的研究(Xu et al.2010a,b,2011;Xu G and Xu J,2013a,b)并于2013年出版。期间,作者在指导博士生研究和软件开发中也进一步参与了GPS研究活动(Wang et al.,2010;He et al.,2015)。2011GPS一书第二版由北京跟踪与通信技术研究所组织译成中文并由北京清华大学出版社出版,2015年左右售罄。2014GPS一书被译成波斯语,由达兰大学(Dhahran University)出版。准备GPS第三版在几年前就与Springer签订了合同,但由于OrbitsXu,2008;Xu G and Xu J,2013a,b),Sciences of GeodesyXu,2010,2012)及其他科研工作的开展而中断。2014年作者的任职单位由德国变更到山东大学(威海),开辟了导航和遥感,以及天体力学的研究新领域。GPSGLONASSGalileoBeiDou系统的快速发展,以及基于网络的多系统实时精密民用GNSS应用在德国地球科学研究中心(GFZ)和山东大学的实现推动了本书的修订。许艳博士在该书修订中发挥了重要作用,故请署名第二作者。

集中修订或补充的章节包括第1章概述,第5GPS观测误差源,第8章周跳探测与整周模糊度解算,第9GPS数据处理的参数化和算法。其他部分只是小幅度修订。这些内容是对世界范围内科学家的工作所进行的综述,补充的内容有下面25点。

(1)       GPS现代化的综述;

(2)       GLONASS发展综述;

(3)       Galileo发展综述;

(4)       CompassBeiDou)发展综述;

(5)       评论电离层模型研究进展;

(6)       评论大气模型研究前沿;

(7)       GPS钟差研究概论;

(8)       使用外部参考钟比对的研究综述;

(9)       GPS中水汽辐射测量研究介绍;

(10)   综述GPS测高研究进展;

(11)   述评GPS算法等价原理研究;

(12)   评论模糊度搜索准则研究;

(13)   自适应滤波研究进展综述;

(14)   GPS数据联合处理与分别处理得研究;

(15)   GPS差分算法中变换参考星的研究;

(16)   机载动态定位得对流层模型研究;

(17)   GPS差分算法中变换参考站的研究;

(18)   实数模糊度确定的研究综述;

(19)   精密单点定位研究概要;

(20)   GPS软件介绍;

(21)   卫星轨道理论综述;

(22)   卫星熟知定轨综述;

(23)   地球同步卫星定轨总结;

(24)   独立参数化的研究;

(25)   综述GPS研究中仍存在的疑难问题。

通过内容的深入补充,作者希望GPS一书的最新修订版能够更好地指导GNSS的学习与研究。该书初版的理论贡献或新的研究成果可归纳如下:

(1)       GPS算法差分与非差的弱等价性

(2)       GPS数据处理的统一算法;

(3)       模糊度的一般搜索准则;

(4)       模糊度的等价搜索准则;

(5)       平差滤波中的对角化方法;

(6)       杨氏滤波——自适应抗差卡尔曼滤波

(7)       使用GPS进行数值定轨理论;

(8)       数值定轨中变分方程的代数解;

(9)       模糊度函数准则数学上的错误。

第二版补充的新的研究成果如下:

(1)       GPS组合与费组合算法的等价性;

(2)       GPS模型的独立参数化法;

(3)       GPS数据处理方法的等价性理论;

(4)       差分GPS基线网的优化组构方法;

(5)       太阳光压摄动的新的平差模型;

(6)       大气阻力摄动的新的平差模型;

第三版的理论重新有以下六个方面:

(1)       三差等价性的证明;

(2)       智能卡尔曼滤波的思想;

(3)       无电离层组合中的浮点模糊度固定;

(4)       无奇点Lagrange-Xu运动方程的数学推导;

(5)       无奇点Gauss-Xu运动方程的数学推导;

(6)       奇点判据及其几何意义。

其中,第(3~(6)的相关内容在本中文翻译版中被略去,有兴趣的读者可参阅英文原版。

扩充的内容部分来自发表的国际论文成果,已交付个人审核。感谢西安测绘研究所得杨元喜院士,台湾台北大学叶大纲(Ta-Kang Yeh)教授,香港理工大学陈武教授,同济大学沈云中教授,以及郑州测绘学院吕志平教授对该书补充内容所提出的宝贵审稿意见。

第一作者对柏林工业大学得D. Lelgemann博士教授多年前指导其博士学习核研究表示由衷的感谢。同时感谢GFZ的主任Chistoph Reigber博士教授、Markus Rothacher博士教授及Harald Schuh博士教授在过去二十多年里的支持和信任,使作者能够在GFZ顺利开展研究活动。感谢中国空间技术研究院(CAST)李明教授,他在担任CAST千人专家时给于的支持让作者毕生难忘。当然还要感谢山东大学(威海)使开辟的研究领域、创建国际团队并获得校内外基金支持成为可能。同时对第二作者承担该版得大部分文本处理工作表示感谢。

感谢山东大学(威海)导航遥感团队成员得友情支持。特别感谢德国的千人专家教授Hermann Kaufmann,比利时的客座教授Pierre Rochus,葡萄牙的客座教授Luisa Bastos,以及瑞典的客座教授Anna Jenssen,科学家Nina Boesche及德国的特约工程师江楠,高级工程师闫文林和孙张振,工程师蒋春华和张方照,博士后杜玉军和高凡,以及博士研究生聂文锋。

                              许国昌  许艳

                              20161




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