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第1章 绪论1

1.1 传统大地测量的局限性1

1.1.1 定位时要求测站间保持通视1

1.1.2 无法同时精确测定点的三维坐标2

1.1.3 观测受气象条件的限制2

1.1.4 难以避免某些系统误差的影响2

1.1.5 难以建立地心坐标系2

1.2 空间大地测量的产生3

1.2.1 时代对大地测量提出的新要求3

1.2.2 空间大地测量产生的可能性4

1.3 空间大地测量的定义、任务及几种主要技术5

1.3.1 什么是空间大地测量5

1.3.2 空间大地测量的主要任务5

1.3.3 几种主要的空间大地测量技术7

第2章 时间系统13

2.1 相关的预备知识13

2.1.1 有关时间的一些基本概念13

2.1.2 天球的基本概念14

2.1.3 时钟的主要技术指标15

2.2 恒星时和太阳时16

2.2.1 恒星时（Sidereal Time,ST）16

2.2.2 太阳时（Solar Time,ST）17

2.3 历书时（Ephemeris Time,ET）19

2.4 原子时（Atomic Time,AT）20

2.5 原子钟25

2.5.1 发展历史25

2.5.2 原子钟的基本工作原理25

2.5.3 原子钟的分类26

2.5.4 原子钟的发展现状及趋势27

2.6 脉冲星时29

2.6.1 脉冲星29

2.6.2 脉冲星时29

2.7 相对论框架下的时间系统31

2.8 时间传递37

2.8.1 短波无线电时号37

2.8.2 长波无线电时号38

2.8.3 电视比对39

2.8.4 搬运钟法39

2.8.5 利用卫星进行时间比对40

2.8.6 电话和计算机授时41

2.8.7 网络时间戳服务（Time Stamp）41

2.9 空间大地测量中用到的一些长时间计时方法41

2.9.1 历法（Calendar）41

2.9.2 儒略日与简化儒略日43

第3章 坐标系统46

3.1 岁差46

3.1.1 赤道岁差46

3.1.2 黄道岁差47

3.1.3 总岁差和岁差模型48

3.1.4 岁差改正49

3.2 章动52

3.2.1 章动的基本概念52

3.2.2 黄经章动和交角章动54

3.3 极移62

3.3.1 极移的发现62

3.3.2 平均纬度、平均极和极坐标62

3.3.3 极移的测定63

3.3.4 极移的成分66

3.4 天球坐标系67

3.4.1 基本概念67

3.4.2 瞬时天球赤道坐标系68

3.4.3 平天球赤道坐标系68

3.4.4 协议天球坐标系68

3.4.5 国际天球参考框架（International Celestial Reference Frame,ICRF）69

3.5 站心天球坐标系71

3.5.1 归心改正71

3.5.2 坐标转换72

3.6 地球坐标系76

3.6.1 参心坐标系和地心坐标系76

3.6.2 地球坐标系的两种常用形式77

3.6.3 协议地球坐标（参考）系和协议地球坐标（参考）框架78

3.6.4 国际地球参考系和国际地球参考框架79

3.6.5 1984年世界大地坐标系83

3.6.6 2000中国大地坐标系84

3.7 国际地球参考系与地心天球参考系间的坐标转换85

3.7.1 前言85

3.7.2 天球中间极和无旋转原点86

3.7.3 基于无旋转原点NRO的坐标转换新方法89

3.7.4 基于春分点的经典坐标转换方法98

3.7.5 计算软件及计算步骤100

第4章 VLBI原理及应用104

4.1 射电天文学的诞生104

4.1.1 大气窗口104

4.1.2 射电天文学的诞生105

4.2 射电干涉测量技术106

4.2.1 联线干涉测量技术107

4.2.2 甚长基线干涉测量技术（VLBI）108

4.2.3 空间甚长基线干涉测量技术（SVLBI）108

4.2.4 实时VLBI（Real-time VLBI）111

4.3 VLBI系统组成111

4.3.1 天线系统112

4.3.2 接收机114

4.3.3 数据记录终端115

4.3.4 氢原子钟和时间同步116

4.3.5 VLBI相关处理系统117

4.4 VLBI测量原理及实施过程118

4.4.1 VLBI测量原理118

4.4.2 观测准备和实施121

4.4.3 VLBI数据处理的基本过程125

4.5 数学物理模型126

4.5.1 时间延迟和延迟率计算模型126

4.5.2 台站坐标和延迟观测量改正模型131

4.5.3 延迟和延迟率相对于参数的偏导数144

4.5.4 卡尔曼滤波在VLBI参数解算中的应用151

4.6 VLBI技术的应用154

第5章 激光测卫和激光测月160

5.1 引言160

5.1.1 激光测距原理160

5.1.2 激光测距系统161

5.1.3 激光测距定轨原理163

5.2 激光测卫165

5.2.1 激光测卫中的观测模型及其偏导数计算167

5.2.2 激光测卫中的动力学模型及其偏导数计算171

5.2.3 运动方程的积分174

5.2.4 动力学偏导数175

5.2.5 人卫激光测距技术的应用178

5.3 激光测月182

5.3.1 激光测月简介182

5.3.2 激光测月观测方程182

5.3.3 与月球相关的改正183

5.3.4 激光测月技术的应用184

第6章 卫星测高187

6.1 引言187

6.2 卫星测高基本原理188

6.3 卫星测高误差分析189

6.3.1 卫星轨道误差190

6.3.2 环境误差191

6.3.3 仪器误差193

6.3.4 卫星测高误差改正公式193

6.4 测高卫星与数据预处理194

6.4.1 GEOSAT194

6.4.2 ERS1/2196

6.4.3 Topex/Poseiden198

6.4.4 GFO199

6.4.5 JASON-1199

6.4.6 ENVISAT-1200

6.4.7 ICESat202

6.5 卫星测高数据的基准统一与平差203

6.5.1 测高数据的基准统一203

6.5.2 测高数据的平差方法205

6.6 卫星测高技术的应用208

6.6.1 大地测量学208

6.6.2 地球物理学215

6.6.3 海洋学216

6.6.4 全球环境变化与监测216

6.7 卫星测高技术的最新发展217

6.7.1 卫星测高后续计划217

6.7.2 卫星测高概念计划219

6.7.3 卫星测高波形重构技术222

第7章 重力卫星测量227

7.1 引言227

7.2 卫星重力测量原理228

7.2.1 卫星轨道摄动231

7.2.2 卫星能量守恒234

7.2.3 卫星重力梯度244

7.3 重力卫星与观测数据精化技术249

7.3.1 CHAMP250

7.3.2 GRACE254

7.3.3 GOCE257

7.3.4 卫星重力观测数据处理方法259

7.4 卫星重力测量的应用262

7.4.1 大地测量学262

7.4.2 地震学264

7.4.3 海洋学264

7.4.4 地球物理学265

第8章 卫星导航定位及脉冲星导航定位271

8.1 多普勒测量与子午卫星系统271

8.1.1 多普勒效应271

8.1.2 多普勒测量原理273

8.1.3 多普勒定位274

8.1.4 子午卫星系统277

8.1.5 现状与应用280

8.1.6 子午卫星系统的局限性280

8.2 DORIS系统及其应用282

8.2.1 前言282

8.2.2 DORIS的地面跟踪网283

8.2.3 利用DORIS系统进行卫星定轨284

8.2.4 DORIS在空间大地测量方面的应用285

8.2.5 大气探测及研究287

8.2.6 结论与展望287

8.3 以GPS为代表的第二代卫星导航定位系统288

8.3.1 二代系统与一代系统间的主要差别288

8.3.2 第二代卫星导航定位系统的现状290

8.3.3 国际GNSS服务IGS296

8.4 脉冲星导航定位297

8.4.1 前言297

8.4.2 必要的准备工作298

8.4.3 脉冲星导航的基本原理300

8.4.4 主要的误差改正项及观测方程301

8.4.5 整周模糊度的确定303