好书推荐 | 《GPS理论、算法与应用》（第3版）中文版出版

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由［德］Guochang Xu［中］Yan Xu合著、在世界领域内有重要影响的GPS:Theory,Algorithms and Applications 第三版中文版已经由科学出版社出版。该书第3版前言系统梳理了该书不同版本的理论贡献和创新成果，着重对最新一版修订和补充的内容进行了详细介绍。

2003年年底该书首版问世。2006年前后，应Springer之邀修订了第二版并于2007年年底出版。该书首版是在KSGsoft（Xu et al.,1998）和KGsoft（Xu,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（MFGsoft，Xu,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）。2011年GPS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。2014年GPS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Orbits（Xu,2008;Xu G and Xu J,2013a,b），Sciences of Geodesy（Xu,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。GPS，GLONASS，Galileo和BeiDou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第三版的修订。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。

第三版集中修订或补充的章节包括第1章概述，第5章GPS观测误差源，第8章周跳探测与整周模糊度解算，第9章GPS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） Compass（BeiDou）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的研究；

（15） GPS差分算法中变换参考星的研究；

（16） 机载动态定位的对流层模型研究；

（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） 卫星数值定轨综述；

（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；

第三版的理论创新有以下六个方面：

（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。

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GLONASS，Galileo，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，甚至北斗三代四代也已经计划立项。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力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。

本文摘编自 《GPS理论、算法与应用（第3版）》[（德）许国昌,许艳 著；许国昌,许艳 译. 北京：科学出版社，2017.11 ]一书“前言”，有删减，标题为编者所加。

文章来源：赛杰奥

本期编辑：芦志霞 常贵蒋 毛雅倩 徐晓凡

审核人：任宇飞 王冠

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