卫星导航定位算法详解与MATLAB实践教程

本讲义《卫星导航定位算法与程序设计讲义》由王坚教授编写，针对中国矿业大学的学生，主要探讨了卫星导航定位技术的理论与实践应用。该讲义分为13章，内容详实，涵盖了GPS（全球定位系统）的基础原理、发展历程、以及相关的算法设计。 第1章绪论部分介绍了GPS的工作原理、算法设计与MATLAB编程的关系，明确了课程的目的和教学内容。MATLAB在此被用作教学工具，帮助学生理解和实现导航定位算法。 第2章至第11章深入解析了编程基础，包括面向过程和面向对象程序设计的对比、矩阵操作、基本数学函数、图形绘制、符号运算、语句结构、函数定义、字符数组和字符串操作等，这些是后续章节实现GPS算法所需的关键编程技能。 第3章关注时空基准，讲述了时间基准转换、常用坐标系以及坐标转换，如大地坐标与直角坐标之间的转换，ECEF坐标到ENU（地固坐标系）的转换，这对于理解定位精度至关重要。 第4章主要讨论标准数据文件格式，如RINEX（Receiver Independent Exchange Format）和SP3（Satellite Precise Orbit Ephemeris），讲解了如何使用MATLAB读取这些格式的数据，以便于处理和分析。 第5章至第8章聚焦于GPS定位的具体技术，如利用广播星历文件计算卫星轨道、伪距定位、DOP值（ Dilution of Precision）的计算、电离层和对流层延迟的原理以及模糊度搜索固定方法。这些都是定位精度评估和误差分析的核心内容。 第9章讨论了GPS在高程测量和曲面拟合中的应用，这在地理信息系统和地形测量中不可或缺。 第10章介绍了NMEA 0183通信协议，这是GPS接收设备之间数据交换的标准格式，而第11章则通过实验数据模拟展示了实际操作和结果。 最后两章，第12章介绍了TEQC（Technical Evaluation of GNSS Quality Control）软件，第13章则提供了TEQC处理实例，让学生能够将所学理论应用于实际问题的解决。 综上，该讲义不仅涵盖了卫星导航定位的理论知识，还通过MATLAB编程实践，培养学生的动手能力和问题解决能力，是学习卫星导航定位技术的实用教材。