一、基本概况
课程名称：GPS原理与应用
课程代码：234010004
课程类别：专业基础课
学时/学分：42/2.0（其中理论42学时，实验0学时）
需预修课程：测量学、线性代数
适用专业：适用地理信息科学本科教学
课程简介
GPS原理与应用课程是一门专业基础课。GPS由于其自身的独特的优势，GPS目前已经应用也越来越广泛，GPS、RS、GIS共称为“3S”，其对于地学领域的信息化意义重大。利用GPS进行测量，特别是大范围的控制测量、工程领域的精密测量，它的速度，精确性都是非常高的。所以，对于GIS专业的学生来说，GPS是用于GIS的前期的数据获取的理想工具，学生学好了GPS,就可以拓宽知识面，便于以后进行3S集成方面的学习。
二、教学目标
学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：
1.理论、知识目标：掌握有关GPS测量原理、利用GPS进行绝对定位和相对定位及后期数据处理的相关知识。
2.能力目标：培养学生对已学专业知识综合应用的能力，能够综合利用GPS理论和操作解决实际问题。
3.达成目标：使学生掌握GPS基本原理、主要技术方法，对GPS测量的内外业具有一定的动手能力，对GPS在其他领域的应用情况应有一定的了解。
三、教学内容及教学要求
第一章导论（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
定位技术发展；
GPS的特点、组成、原理；
其他GNSS简介。
教学要求：
了解定位技术的历史发展，掌握GPS的概念、组成、应用，了解目前各国建设的其他全球定位系统。
本章重点、难点：GPS的基本定位原理。
第二章 GPS定位的坐标系统及时间系统（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
协议天球坐标系、协议地球坐标系；
国家、地方、WGS-84坐标系；
时间系统。
教学要求：
理解、掌握定位系统的空间坐标系统和时间坐标系统；
本章重点、难点：天球坐标系和地球坐标系统。
第三章卫星运动轨道及信号（讲课6学时；实验0学时）
教学内容：
开普勒三定律、开普勒轨道参数；
GPS卫星星历、导航电文；
GPS 载波信号。
教学要求：
掌握开普勒三定律和开普勒轨道参数，理解GPS卫星星历、导航电文和载波信号的概念和构成。
本章重点、难点：开普勒轨道参数。
第四章 GPS定位原理（讲课12学时；实验0学时）
教学内容：
伪距测量原理；
相位测量原理；
差分GPS测量原理；
“清华女生破解北斗卫星信号事件”讨论。
教学要求：
要求学生掌握伪随机码生成和测距原理、理解载波相位测量和差分测量的基本原理，能利用所学知识对相关的社会事件进行分析。
本章重点、难点：伪随机码生成和测距原理。
第五章 GPS接收机设计基础（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
路径衰减；
信号搜索。
教学要求：
要求学生了解GPS接收机的分类和工作原理。
本章重点、难点：GPS信号捕获。
第六章 GPS测量的误差来源（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
GPS测量误差的分类；
卫星、传播、接收机及其他误差来源。
教学要求：
通过本章的学习掌握GPS测量误差的来源和减少误差的措施。
本章重点、难点：GPS测量误差的来源。
第七章 A-GPS和其他GNSS（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
A-GPS原理；
GLONASS、BeiDou、Galileo、QZSS。
教学要求：
通过本章的学习使学生了解辅助GPS基本原理，同时了解目前各国建设的其他全球定位系统和GPS的异同。
本章重点、难点：全球四大卫星导航系统比较。
第八章 GPS应用举例（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
GPS在测绘、遥感中的应用；
GPS在体育中的应用；
定位相关APP。
教学要求：
通过本章的学习，了解GPS在各行各业中的应用。
本章重点、难点：怎么利用学习的GPS理论和操作解决实际生活或生产问题。
四、考核方式及成绩评定
本课程的成绩将由平时成绩（考勤、课堂提问及作业）和期末考试成绩两部分组成，其中平时成绩占30%、期末考试成绩占70%。
五、教材及参考书目
教材：《GPS原理及应用》（第二版），李天文主编，科学出版社，2010年，。
参考书目：
《GPS原理及应用》第二版，李天文主编，科学出版社，2010年，标准书号：ISBN 9787030265036；
《GPS卫星导航定位原理与方法》第二版，刘基余主编，科学出版社，2008年，标准书号：ISBN 9787030219954；
《GPS测量与数据处理实习教程》，黄劲松等主编，武汉大学出版社，2010年，标准书号：ISBN 9787307071797。