GPS原理与应用5.21.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流1.2.3.4. GPS原理与应用5.21.精品文档.5. GPS原理与应用6. 名词解释（2.5 10）7. 原子时：由原子钟导出的时间叫原子时 8. 预报星历：又称广播星历。 通常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数 。9. 升交点 ：当卫星由南向北运动时，其轨道与地球赤道面的一个交点。 10. 黄道：地月系质心绕太阳公转的瞬时平均轨道平面与天球相交的大圆。黄道是天球上黄道坐标系的基圈。11. 截止高度角 ：在GPS测量中，为了屏蔽遮挡物（如建筑物、树木等）及多路径效应的影响所设定的蔽遮高度角，低于此角视空域的卫

2、星不予跟踪。 12. 同步观测：两台或两台以上接收机同时对一组卫星进行的观测。 13. 10.章动：由于日月引力以及地球非规划球体因素，使瞬时北天极绕平天极运动的现象。 14. 伪距：卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。 15. 等效距离误差：距离测量误差与接收机和外界条件有关，与卫星星历误差有关。多种误差对接收机至卫星间的距离综合影响，又叫等效距离误差016. 岁差：由于日月引力以及地球非规划球体因素，使北天极绕北黄极运动的现象。17. 9.整周跳变：如果由于某种原因在两个观测历元之间的某一段时间工作计数器中止了正常的累积工作,从而使整周计数较应有值少了n

3、周,那么当计数器恢复正常工作后,所有的载波相位观测值中的整周计数Int()便都会含有同一偏差值较正常值少n周.这种整周计数Int()出现系统偏差而不足一周的部分Fr()仍然保持正确的现象称为整周跳变,简称周跳.18. 伪距：就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值，因此，称量侧距离的伪距。19. GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。20. 观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，

4、连续工作的时间段称为观测时段，简称时段。21. 同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。22. 后处理星历：一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪占所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。23. 静态定位：如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。24. GPS卫星的导航电文：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及C/A码转换到捕捉P码的信息。25. GPS全球定位系统：GPS全球定

5、位系统是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间获取一个通用参照系中的位置，速度和时间信息的要求。26. 星历误差：实际上就是卫星位置的确定误差。星历误差是一种起始数据误差，其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。27. SA技术：其主要内容是：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点（卫星）的位置精度大为降低；（2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。28. 差分GPS：利用设置在坐标已知的点（基准站）上测定GPS测量定位误差，用以提

6、高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法29. 相对定位：确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。30. 实测星历：它是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。它需要在一些已知精确位置的点上跟踪卫星来计算观测瞬间的卫星真实位置，从而获得准确可靠的精密星历.31. 相对论效应：GPS卫星在高20200km的轨道上运行，卫星钟受狭义相对论效应和广义相对论效应的影响，其频率与地面静止钟相比，将发生频率偏移，这是精密定位中必须顾及的一种误差影响因素。32. 轨道摄动：卫星的真实轨道与正常轨道之间的差异，称为轨道摄动。33. 极移：地球瞬时自转轴在地球上随时间而

7、变，称为地极移动，简称极移34. 单点定位：仅单独利用一台接收机确定待定点在地固坐标系中的绝对位置的方法35. 天球坐标系：是一个不随地球转动的坐标系，原点位于地球质心，Z轴与地球自转轴一致，X轴指向赤道上的春分点，Y轴为右手坐标系。 36. 恒星时：以春分点为参考点，春分点的周日视运动所定义的时间系统。37. 异步观测环：不同时间段观测的GPS基线向量所组成的闭合多边形环。或由独立基线组成的闭合多边形环。38. 5、双差观测值：某一时刻二台接收机对同一卫星K观测距离之差为站间单差，同一时刻对J卫星也可求站间单差，再在卫星间求二次差，得到双差观测值。39. 后处理星历：一些国家某些部门，根据各

8、自建立的卫星跟踪占所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算40. RTK系统的技术关键：RTK系统之所以得以实现，其关键技术是：快速准确的求解整周未知数及数据传输技术。41. 间隙段：某时某地虽可观测四颗卫星，但是用其定位时，精度要比平时差，甚至不能解算该点的三维坐标，这个时间段为间隙段。42. 原子时：1967年国际计量委员会决定采用铯原子零场在基态的两个超精细能级结构间跃迁辐射频率9192631770个周期的时间间隔为1秒，这样长度的秒，定义为原子时秒，以此为基准的时间系统，称为原子时。43. UT2世界时：在UT1世界时中虽然考虑了极移改正，但尚存在地球自转

9、速度不均匀的影响。为此，在UT1中加入观测瞬间的季节性变化改正数。44. 对流层折射：对流层的折射率与大气压力、温度和湿度密切相关。由于大气的对流作用很强，大气状态变化复杂，所以大气折射率的变化及其影响，难以准确地模型化。45. 多普勒定位法：根据多普勒效应原理，利用GPS卫星较高的射电频率，由积分多普勒计数得出伪距差。46. 主动式测距：电磁波测距仪发射测距信号，通过另一端的反射器反射回来，再由测距仪接收。根据测距信号的往、返传播时间推求出往返距离。由于测站点需主动发出测距信号，故称这种测距方式为主动式测距。 47. 图形强度因子：图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误

10、差之外的一个量。其值恒大于1，最大值可达10，其大小随时间和测站位置而变化。在GPS测量中，希望DOP越小越好。48. 实测星历：它是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。它需要在一些已知精确位置的点上跟踪卫星来计算观测瞬间的卫星真实位置，从而获得准确可靠的精密星历。 49. 广播星历：卫星将地面监测站注入的有关卫星运行轨道的信息，通过发射导航电文传递给用户，用户接收到这些信号进行解码即可获得所需要的卫星星历，这种星历就是广播星历。50. 星历误差：实际上就是卫星位置的确定误差。星历误差是一种起始数据误差，其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道

11、模型及定轨软件的完善程度等。51. 被动式测距：发射站在规定的时刻内准确地发出信号，用户则根据自己的时钟记录信号到达的时间，根据这一时差求得单程距离。由于用户只需被动的接收信号，故将这种测距方式称为被动式测距。52. 采样间隔：接收机连续两个观测历元间的时间间隔。53. 独立基线：由相互函数独立的差分观测值所确定出的基线向量。当某一时段有m台接收机进行同步观测时，可得到m-1条独立基线。54. 同步观测环：由同一时段观测所得到的基线向量构成的闭合环。55. 独立观测环：由相互独立的基线所构成的闭合环，也称为异步环。56. 重复基线（复测基线）：具有两个时段以上同步观测结果的基线向量。57. G

12、PS网是由GPS基线向量所形成的一种网络。1. 参考站:在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动站作业，这些固定测站就称为参考站。2. 主控站的作用：主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算、传播等设备。3. 区域性GPS大地控制网：区域GPS大地控制网是指国家C、D、E级GPS网或专门为工程项目布测的工程GPS网。1. SA技术：其主要内容是：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点（卫星）的位置精度大为降低；（2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。

13、二、填空（0.5 50）58. 1主控站的作用主要由有（1）收集数据； （2）数据处理；（3）监测与协调； （4）控制卫星。59. 广播星历中包括的17个卫星星历参数为：二个参考时刻参数，六个开普勒轨道参数，九个 反映摄动力影响参数。60. 5GPS接收机按照信号通道的工作原理可分为：多通道接收机、序贯通道接收机、多路多用通道接收机。61. 6在图形强度因子中，HDOP代表平面位置精度因子，VDOP代表高程精度因子，PDOP代表空间位置精度因子，GDOP代表几何精度因子。 62. 7GPS提供的两种服务是定位和导航。63. 8同步网的三种连接方式是：点连式、边连式、 网连式。64. 9GPS测

14、量数据处理的基本过程可分为：_数据采集、数据传输、预处理、基线解算、GPS网平差等基本步骤。 65. 10在预处理的数据分流中，自动生成的四个数据文件是：载波相位和伪距观测值文件、星历参数文件、电离层参数和UTC文件、测站信息文件。 66. 11描述卫星运行轨道的六个参数分别是：、升交点赤径、 轨道面倾角、 近地点角距、 真近点角、 椭圆长半轴、 偏心率67. 12载波L1上调制的信号有 C/A码 、 P码 和 D码；载波L2上调制的信号有 P码 和 D码 。68. 13JYD表示地极原点 ，BJ54表示北京54坐标系69. 14RTK表示实时动态，GDZ80表示 国家80坐标系，UTC表示协

15、调世界时。70. GPS系统包括三大部分：空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控系统；用户部分GPS接收机。71. GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀分布在6个近似圆形轨道上。；72. GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站73. GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系。74. GPS系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续GPS时间系统。75. GPS卫星星历分为预报星历；后处理星历76. GPS接收机依据其用途可分为 导航型接收机、测地型接收机和授时型接收机。；77. 在GPS定位工作中，由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡，或

16、受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象称为 整周跳变（周跳）78. 根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有：点连式、边连式；网连式和边点混合连接四种基本方式。选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。79. 描述地球几何和物理特性的四个参数是 椭球的长半径、引力常数与地球质量的乘积GM、地球重力场二阶带球谐系数J2、地球自转角速度。80. 5GPS定位误差的三大来源是： 多台接收机公有的误差、 传播延迟误差、 接收机固有的误差。 81. 7载波相位测量的两个特有问题是 重建载波和整周未知数N0的确定 。82. 13CIO表示

17、国际协定原点 ，BIH表示 国际时间局。83. 1.子午卫星导航系统采用6颗卫星，并都通过地球的 南北极运行。84. 2.按照规范规定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA、A、B、C、D、E六级，其中C级网的相邻点之间的平均距离为1510km，最大距离为 40km。85. 3.在GPS定位测量中，观测值都是以接收机的相位中心位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。86. 4.按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括空间卫星 部分、地面监控 部分和用户接收 部分。87. 5.在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择横轴墨卡托投影 投影方式88. .从误差来源分析，GPS测

18、量误差大体上可分为以下三类：与GPS卫星有关的误差 与卫星信号传播有关的误差 与接收机有关的误差89. 当使用两台或两台以上的接收机，同时对同一组卫星所进行的观测称为同步观测 。90. 双频接收机可以同时接收L1和 L2信号，利用双频技术可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。91. .PDOP代表空间位置图形强度因子92. .用GPS定位的方法大致有四类：多普勒法 、伪距法、射电干涉测量法、载波相位测量法。目前在测量工作中应用的主要方法是静态定位中的伪距法和载波相位测量法。93. 15.在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的相对钟

19、差改正。在实践中应用甚广。94. 小时58分。地面的观测者每天可提前4min见到同一颗卫星，可见时间约为5 小时。这样，观测者至少能观测到4颗卫星，最多可观测到11颗卫星。95. 利用GPS进行定位有多种方式，如果就用户接收机天线所处的状态而言，定位方式分为静态 定位和动态 定位；若按参考点的不同位置，又可分为单点定位和相对 定位。96. GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采取空间距离后方交会的方法，确定待定点的空间位置。97. 6数据码即导航电文，它包含着卫星的星历、卫星 工作状态、时间系统卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正、由C/A码捕获P码的信息等

20、。98. 7动态定位是用GPS信号 实时地测得运动载体的位置。按照接收机载体的运行速度，又将动态定位分成低动态、中等动态、高动态三种形式。99. 利用双频技术可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响，基线长度不受限制，所以定位精度和作业效率较高。100. 6、GPS卫星星历分为预报星历(广播星历)和后处理星历（精密星历）。101. 10、卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系原点。102. 12、GPS接收机的天线类型主要有：单板天线；四螺旋形天线；微带天线和锥形天线。103. 13、GPS接收机主要由GPS接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源 三部分组

21、成。单站差分按基准站发送信息的方式来分，可分为位置差分、伪距差分和载波相位差分 。104. 与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。105. GPS的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、基线结算、GPS网平差。106. 18、对于N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N-1107. 1957 年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功，标志着人类进入了空间技术的新时代。108. 我国的GPS卫星跟踪网是由 拉萨 、 乌鲁木齐 、北京、武汉、 上海 、长春 、昆明等七个跟踪站组成的。109. 5.1968年国际时间

22、局（BIH）决定，采用通过国际协议原点（CIO）和原格林尼治天文台的经线为起始子午线。起始子午线与相应于CIO的赤道的交点E为经度零点。这个系统称为“ 1968BIH ”系统。110. 协调世界时是综合了世界时与原子时的另一种记时方法，即秒长采用原子时的秒长，时刻采用 世界时 的时刻。111. 我国西起东经72，东至东经135，共跨有 5 个时区，我国采用东8区的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。112. 在对卫星所有的作用力中, 地球重力场 的引力是最重要的。如果将它的引力视为1，则其它作用力均小于10-5。113. 卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差。也是一种 起始数据 误差，其

23、大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度。 114. .理想情况下的卫星运动，是将地球视作 匀质 球体，且不顾及其它摄动力的影响，卫星只是在地球质心引力作用下而运动。115. 就整个地球空间而言，参心坐标系的不足之处主要表现在：它不适合建立全球统一坐标系的要求、它不便于 研究全球重力场 、平、高控制网分离，破坏了空间点三维坐标完整性。116. 我国自行建立第一代卫星导航定位系统 “北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由两颗工作卫星和一颗备份星组成了完整的卫星导航定位系统。117. 由于地球内部和外部的

24、动力学因素，地球极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象叫 极移 。随时间而变化的极点叫瞬时极，某一时期瞬时极的平均位置叫平地极，简称 平极 。118. 考虑到GPS定位时的误差源，常用的差分法有如下三种：在接收机间求一次差；在接收机和卫星间求二次差；在接收机,卫星和观测历元间求三次差。119. GPS定位精度同卫星与测站构成的 图形强度有关，与能同步跟踪的卫星数和接收机使用的通道数有关。120. 天线的定向标志线应指向正北。其中A与B级在顾及当地磁偏角修正后，定向误差不应大于5。天线底盘上的圆水准气泡必须居中。1.20世纪50年代末期，美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、 定位 的卫

25、星导航系统，叫做子午卫星导航系统。 2.GPS全球定位系统具有全能性、全球性、全天候、 连续 性和实时性的导航、定位和定时功能。能为各类用户提供精密的 三维坐标 、速度和时间。 3.GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成，它们均匀分布在6个轨道上，距地面的平均高度为 20200 km，运行周期为11小时58分。 6.在对卫星所有的作用力中，地球重力场的引力是最重要的。如果将它的引力视为 1 ，则其它作用力均小于10-5。 7.在定位工作中，可能由于 卫星信号 被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫 整周跳变 。8.按照规范规

26、定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA、A、B、C、D、E六级，其中D级网的相邻点之间的平均距离为105km，最大距离 15 km。9.GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个 注入 站和五个 监测站。10.对于卫星精密定位来说，只考虑地球质心引力来计算卫星的运动状态是不能满足精度要求的。必须考虑地球引力场摄动力、 日月 摄动力、大气阻力、光压摄动力、 潮汐 摄动力对卫星运动状态的影响。11.当GPS信号通过电离层时，信号的 路径 会发生弯曲，传播速度会发生变化。这种距离改正在天顶方向最大可达 50 m，在接近地平线方向可达150m。12.在GPS测量定位中，与接收机有关的误差主要有

27、接收机钟误差、接收机位置误差、 天线相位中心位置 误差和 几何图形强度 误差等。13.按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括 空间卫星 部分、 地面监控 部分和用户接收部分。1.子午卫星导航系统采用6颗卫星，并都通过地球的 南北极 运行。2.自1974年以来，GPS计划已经历了方案论证、 系统 论证、生产实验三个阶段。总投资超过200亿美元。3.按照规范规定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA、A、B、C、D、E六级，其中C级网的相邻点之间的平均距离为1510km，最大距离为 40 km。4.协调世界时是综合了世界时与原子时的另一种记时方法，即秒长采用原子时的秒长，时刻采用 世界 时

28、的时刻。5.卫星钟采用的是 GPS 时，它是由主控站按照美国海军天文台（USNO）的协调世界时（UTC）进行调整的。在 1980 年1月6日零时对准，不随闰秒增加。6.当GPS信号通过电离层时，信号的路径会发生弯曲， 传播 速度会发生变化。这种距离改正在天顶方向最大可达 50 m，在接近地平线方向可达150m。7.在GPS定位测量中，观测值都是以接收机的相位中心位置为准的，所以天线的相位中心应该与其 几何 中心保持一致。8.当使用 两台或两台以上 的接收机，同时对同一组卫星所进 行的观测称为同步观测。10.在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的 相对钟差 改正。在实践中应用甚广。11.

29、卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差。也是一种 起始数据 误差，其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及 空间分布 、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及 定轨软件 的完善程度。12.GPS网的图形设计主要取决于用户的要求、 经费 、时间、人力以及所投入接收机的类型、 数量 和后勤保障条件等。选择题1在20世纪50年代我国建立的1954年北京坐标系，采用的是克拉索夫斯基椭球元素，其长半径和扁率分别为（ B ）。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.02.在

30、使用GPS软件进行平差计算时，需要选择哪种投影方式（A）。A、横轴墨卡托投影 B、高斯投影C、等角圆锥投影 D、等距圆锥投影3.在进行GPSRTK实时动态定位时，基准站放在未知点上，测区内仅有两个已知点，（ C ）定位测量的精度最高。A、两个已知点上 B、一个已知点高，一个已知点低C、两个已知点和它们的连线上 D、两个已知点连线的精度4.单频接收机只能接收经调制的L1 信号。但由于改正模型的不完善，误差较大，所以单频接收机主要用于（ A ）的精密定位工作。A、基线较短 B、基线较长 C、基线 40km D、基线 30km5.GPS接收机天线的定向标志线应指向（ D ）。其中A与B级在顾及当地磁

31、偏角修正后，定向误差不应大于5。A、正东 B、正西 C、正南 D、正北6.GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波，它们的频率和波长分别为（ C ）：A、 B、 C、 D、 7.在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。A、几何中心 B、相位中心C、点位中心 D、高斯投影平面中心8.GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀分布在（ D ）相对与赤道的倾角为55的近似圆形轨道上，它们距地面的平均高度为20200Km，运行周期为11小时58分。A、3个 B、4个 C、5个 D、6个9.计量原子

32、时的时钟称为原子钟，国际上是以（ C ）为基准。 A、铷原子钟 B、氢原子钟 C、铯原子钟 D、铂原子钟10.我国西起东经72，东至东经135，共跨有5个时区，我国采用（ A ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。A、东8区 B、西8区 C、东6区 D、西6区1.双频接收机可以同时接收L1和 L2信号，利用双频技术可以消除或减弱（ C ）对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。A、对流层折射 B、多路径误差 C、电离层折射 D、相对论效应2. 在进行GPSRTK实时动态定位时，需要计算在开阔地带流动站工作的最远距离，已知TRIMMRK（UHF）数据链无线电发射

33、机天线的高度为9m，流动站天线的高度为2m，则流动站工作的最远距离为（ A ）。A、18.72m B、16.72m C、18.61m D、16.61m3.在定位工作中，可能由于卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫（ A ）。A、 整周跳变 B、相对论效应 C、 地球潮汐 D、负荷潮8.测量工作的直接目的是要确定地面点在空间的位置。早期解决这一问题都是采用( B )测量的方法。A、 卫星 B、天文 C、大地 D、无线电9.GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波,在载波上调制有（ A ）。A、P码和数据码 B、C/

34、A码、P码和数据码 C、C/A和数据码 D、C/A码、P码10. 我国自行建立第一代卫星导航定位系统 “北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由（ B ）组成了完整的卫星导航定位系统。A、两颗工作卫星 B、两颗工作卫星和一颗备份星C、三颗工作卫星 D、三颗工作卫星和一颗备份星判断题1. 20世纪50年代末期，美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统。 （ ）2. 计量原子时的时钟称为原子钟，常用的有铯原子钟、 铷原子钟和氢原子钟三种，国际上是以铷原子钟为基准的。 （ ）3. 载波相位测量法定位是利用全球定位系统进行低精度测量及导

35、航的最基本方法。它的优点是速度快、无多值性问题，利用增加观测时间可以提高定位精度，足以满足部分用户的需要。 （ ）4. 在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的相对钟差改正。在实践中应用甚广。 （ ）5.当利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时，可以有效的减弱电离层折射的影响，即使不对电离层折射进行改正，对基线成果的影响一般也不会超过1ppm，所以在短基线上用单频接收机也能获得很好的定位结果。 （ ）6. 图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误差之外的一个量。其值恒大于1，最大值可达 100，其大小随时间和测站位置而变化。在GPS测量中，希望DOP越小越

36、好。 （ ）7. 对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以相临点间弦长的标准差来表示。（ ）8. 在一个观测时段要几次更换跟踪的卫星。我们将时段中任一卫星有效观测时间符合要求的卫星，称为有效观测卫星。 （ ）9. GPS网与地面网的联测点最少应有两个。其中一个作为GPS在地面网坐标系内的定位起算点，两个点间的方位和距离作为GPS网在地面坐标系内定向、长度的起算数据。 （ ）10. 由于GPS网的平差及精度评定，主要是由不同时段观测的基线组成异步闭合环的多少及闭合差大小所决定的，与基线边长度和其间所夹角度有关，所以异步网的网形结构与多余观测密切相关。

37、（ ）121. 问答题（60分）122. 布设GPS网的目的1易于引入外部基准，基线向量无法提供位置基准，必须从外部引入，构成网络，易于基准的传递。2评定测量成果的质量 ，提供检核条件（闭合环、重复基线、附和路线）。3提高测量成果的质量，探测、剔除粗差、分配误差123. 简述接收机的主要任务。当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行（2分）；对所接收到的GPS信号，具有变换、放大和处理的功能（2分）；测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间（2

38、分）。124. 简述无摄运动中开普勒轨道参数。轨道椭圆的长半径；（a）（1分）轨道椭圆偏心率（e）或轨道椭圆的短半径）；（1分）卫星的真近点角；（V）（1分）升交点赤经；（）（1分）轨道面倾角；（i）（1分）近地点角距。（）（1分）125. 减弱电离层影响的措施。利用双频观测;（2分）利用电离层改正模型加以改正;（2分）利用同步观测值求差。 126. 简述快速静态定位的作业方式。在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星(3分)；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟127. 简述地面控制部分的工作程序。128. 简述GPS接收机的设备组成。 : GPS接收机天线

39、单元，GPS接收机主机单元和电源三部分。接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器及显示器组成129. 载波相位测量常用的差分法以及它们所消除的参数是什么？修正法2）差分法130. 以国家大地坐标系或地方坐标系的某些点的固定坐标，、固定边长和方位角为网的基准，将其作为平差中的约束条件，并在平差中考虑GPS网与地面网之间的转换系数，因此，这种形式的平差是在地面参考坐标系中进行的，故称为GPS三维约束平差。131. 简述GPS卫星在空间直角坐标系中位置的计算过程。求出卫星在轨道平面指教坐标系中坐标；转换成轨道空间直角坐标；旋转，首先以轨道面倾角进行旋转，再以升交点的赤径进行转换。132. 减弱

40、电离层折射的主要措施有哪些？利用双频观测利用电离层改正模型加以修正利用同步观测值求差10简述多路径误差的概念及如何消除多路径误差？在GPS测量中，如果测站被周围的反射物所反射的卫星信号进入接收机天线，这就将和直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。选择合适的站址：测站应原理大面积平静的水面；测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中；测站应离开高层建筑物对接收机天线的要求：在天线中设置抑径板；接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。133. 简述美国政府的GPS政策及摆脱GPS政策的途径。SA政策，即 有选择可用性技术，人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中

41、，故意降低GPS定位精度，是C/A码定位精度从原来的20m降低到100mAS政策，反电子欺骗技术。其方法是：将P码与保密的W码相加成Y码，Y码严格保密。目的是：防止敌方使用P码进行精密导航定位。摆脱途径：应用P-W技术和L1和L2交叉相关技术，使L2载波相位观测值得到恢复，其精度与使用P码相同。研制能同时接收GPS和GLONASS信号的接收机。发展DGPS和WADGPS差分GPS系统。建立独立的GPS卫星测轨系统。建立独立的卫星导航与定位系统。134. 简述GPS接收机的分类。按接收机用途分：导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机按接收机的载波频率分：单频接收机、双频接收机按接收机通道数分：

42、多通道接收机、序贯通道接收机、多路多用通道接收机按接收机工作原理分：码相关型接收机、平方型接收机、混合型接收机、干涉型接收机135. 什么叫三维联合平差？。平差中除了GPS基线向量观测值和地面基准约束外，还包含了地面常规网观测值，将这些数据一并进行平差，也就是GPS网和地面观测数据的联合平差。136. 简述差分GPS的原理及其分类。将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时的将这一改正数发送出去，用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。分类：单基准站差分、具有多个基

43、准站的局部区域差分和广域差分。 137. 简述GPS系统的特点定位精度高 （1分）观测时间短 （1分）测站间无需通视 （1分可提供三维坐标 （1分）操作简便（0.5分）全天候作业（1分）功能多，应用广（0.5分）138. 简述无摄运动中开普勒轨道参数。轨道椭圆的长半径；（1分轨道椭圆偏心率（或轨道椭圆的短半径）；（1分卫星的真近点角；（1分）升交点赤经；（1分）轨道面倾角；（1分）近地点角距。（1分）139. 减弱电离层影响的措施。利用双频观测;（2分）利用电离层改正模型加以改正;（2分）利用同步观测值求差。 （2分）140. 简述快速静态定位的作业方式。在测区中部选择一个基准站，并安置一台接

44、收设备连续跟踪所有可见卫星(3分)；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟(3分)。1. 如何减弱多路径误差（10分）答：多路径误差不仅与反射系数有关，也和反射物离测站的距离及卫星信号方向有关，无法建立准确的误差改正模型，只能恰当地选择站址，避开信号反射物。例如：（1）选设点位时应远离平静的水面，地面有草丛、农作物等植被时能较好吸收微波信号的能量，反射较弱，是较好的站址。（2）测站不宜选在山坡、山谷和盆地中。（3）测站附近不应有高层建筑物，观测时也不要在测站附近停放汽车。2. 简述电离层的概念及其影响（10分）答：所谓电离层，系指地球上空大气圈的上层，距离地面高度在50km至1000k

45、m之间的大气层。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线作用，产生强烈的电离，形成大量的自由电子和正离子。当GPS信号通过电离层时，如同其它电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度会发生变化。此时再用光速乘上信号传播时间就不会等于卫星至接收机的实际距离。对于GPS信号，这种距离差在天顶方向最大可达50m，在接近地平方向时可达150m。可见它对观测量的精度影响较大，必须采取有效措施削弱它的影响。3 试述WGS84坐标系的几何定义（10分）答：坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。1. 简述地心直角坐标系的建立。答：原点O与地球质心重合；Z轴指向国际协议原点CIO，X轴指向1968BI