东华理工级地信专业gps复习资料讲解

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1、10级地信专业 GPSM习资料 一、填空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、辿的卫星导航系统， 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 小日58分。4 .美国国防部制图局（DMA于1984年发展了 一种新的世界大地坐标系，称之为美国国防部 1984年世界大地坐标系，简称 WGS 84。5 .当使用

2、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。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 L,则其 它作用力均小于10-5 07 .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 .按照规范规定，我国GPSU量按其精度依次划分为 AA A B、C、D E六级，其中 D 级网的相邻点之间白平均距离为105km,最大距离15 km9 .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

3、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言号通过电离层时，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150mo12 .在GPS1量定位中，与接收机有关的误差主 要有接收机钟误差接收机位置误差、天线相位中心位置误差和心 何图形强度误差等。13 .PDOP代表空间位置图形强度因子。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十划已经历了方案论证、 系统论证、生产

4、实验三个阶段。总投资超过200 亿美元。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（UT。 进行调整的。在1980年1月6日零时对准，不- 3 -随闰秒增加。和一颗备份星组成了完整的卫星导航定位系11.在进行GPS测量时，观测量中存在着系统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。9 .按照GPS

5、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。11 .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正轨软件的完善程度。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。13 .根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有 点连式，边连式,网连式及边点混合连接四种基 本方式。选择什么方式组网，取决于工程所要 求的精度、野外条件及GP%收机台数等因素。1 . GPS定位的实质就是

6、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。2 .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 统。3 .由于地球内部和外部的动力学因素，地球极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现 象叫姆岂。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 W。4 .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。5 . GPS信号接收机，按用途

7、的不同，可分为 号 随型、测地型和授时型等三种。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。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。8 .单点定位就是独立确定待定点在坐标系统中 的绝对位置其定位结果属 WGS 84坐标系统。9 .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。误差和偶然误差。其中系统误差影响

8、尤其显著。12 . GPS网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为 大地高,而实际应用的高程系统为 更 直高系统。13 . 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。14 .天线的定向标志线应指向 四匕。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。15 .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。2 . HDO代表水平分量精度因子。VDO代表垂直分量精度因子。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

9、应该与其几何中心保持一致。7 .动态定位是用GPS言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。8 . GPS网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为大地高,而实际应用的高程系统为 正常局系统。7 .利用GPS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，定位方式分为能委定位和动态定位;若按参考点的不同位置， 又可分为 单点定位和相对定位。8 . 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。1 . 1957年10月4日，世界上第一颗人造地球 卫星发射成功，标

10、志着人类进入了空间技术的 新时代。2 . GPS工作卫星的主体呈圆柱形，整体在轨重 量为843.68 kg,它的设计寿命为 7.5年。3 .我国的GPS卫星跟踪网是由拉萨 、乌鲁木 五、北京、武汉、 上海、长春、昆明等七个 跟踪站组成的。4 .当地球自转360时，卫星绕地球运行两圈， 环绕地球运行一圈的时间为 1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。5.1968年国际时间局（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

11、赤道的交点 E为经度零点。这个系统称为“1968BIH” 系统。6.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。8 .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。9 .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。11 .用GPS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

12、相位测量法。12 .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。13 .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。14 .理想情况下的卫星运动，是将地球视作匀昼球体，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。15 .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。二判断题2 .理想

13、情况下的卫星运动， 是将地球视作非匀 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。（X ）3 .开普勒第一定律告诉我们：卫星的地心向径，在相等的时间内所扫过的面积相等。（x ）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，即秒长用原子时的秒长，时刻采用世界时的时刻。（V）5 . C/A码的码长较短，易于捕获，但码元宽度 较大，测距精度较低，所以 C/A码又称为捕获 码或粗码。（，）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

14、越好。（x ）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。（V）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

15、密切相关。 （X ）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。（V）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。（X）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

16、获得很好的定位结果。（，）6. 在测站间求二次差，可以消去卫星钟差参数。同时，对于短基线也可大大减弱电离层折射、对流层折射以及卫星星历误差的影响（X ）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。（V）9. 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无关。（X ）10. 观测作业的主要任务是捕获 GPS 卫星信号，并对其进行跟踪、处理和量测，以获得所需要的定位信息和观测数据。（V）4. 子午卫星导航系

17、统采用 12 颗卫星， 并都通过地球的南北极运行。（X ）三、单项选择题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 、“=1/298.257B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145 、“=1/298.357D、a=6377245、“=1/298.02 .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GPS- RTK实时动态定位时， 基准站放 在未知点上，测区内仅有两

18、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 40kmD、基线 30km6.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 fl =1575MHz1 =19.9 4227Ml0z2 34.2121B、t=1575MHZ1N9.23m2 T2271MlHZ2=22.4121. fl =15

19、75M1z 1 =19.cm2 4227M沮 z2=24.4mC、 D、f 575I62|斯工9.5mf2E227MiqZ2=24.1m7 .在GPSKU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，它彳门均匀分布在（D）相对与赤道的倾角为55。的近似圆形轨道上，它们 距地面的平土匀高度为20200Km ,运行周期为11小时58分。A、3个 B、4个 C、5个D、6个9 .计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以 （C）为基准。

20、A锄原子钟B氢原子钟C葩原子钟D钳原子钟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.在20世纪50年代我国建立的1954年北京坐 标系是（C ）坐标系。A、地心坐标系 B、球面坐标系C参心坐标系D、 天球坐标系4 .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 日多路径误差C电离层折射D相对论效应5 . GPS卫星信号取无线电波中 L波段的两种不 同频率的电磁

21、波作为载波， 在载波L2上调制 有（A）。A、P码和数据码B、C/A码、P码和数据码C、C/A和数据码 D、C/A码、P码 6.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7 .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 日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8 .卫星钟采用的是GPS 时，它是由主控站按照美

22、国海军天文台（USNO的（D）进行调整的。在 1980 年 1 月 6 日零时对准，不随闰秒增加。A 、世界时（UT0） B 、世界时（ UT1）C、世界时（UT2） Dk协调世界时（UTQ9 .在进行GPS- RTK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 II （UHH数据链无线电发射机天线的高度为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、 16.61m10 .基准站GPS接收机与TRIMMRK （ UHF数据链无线电发射机之间的数据传输波特率为

23、（D）。A、 4800 B、 9600 C、 19200D、 384002.在进行GPS- RTK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 II （UHH数据链无线电发射机天线的高度为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、 16.61m5. 在GPS1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6. 1977 年我国极移协作小组确定了我国的地极原点，记作（ B ） 。A、 JYD1958.0B

24、、 JYD1968.0C、 JYD1978.0D、 JYD1988.07. 1884 年在美国华盛顿召开的国际会议决定采用一种分区统一时刻，把全球按经度划分为24 个时区，每个时区的经度差为 15 ，则相邻时区的时间相差1h。这种时刻叫（D）。A 、世界时B 、历书时C 、恒星时 D 、区时8. 地球在绕太阳运行时， 地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动，春分点在黄道上随之缓慢移动，这种现象称为（ A ） 。A、岁差B、黄赤交角C、黄极D、黄道10.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，最大距离可为平均距离的 （ B ）倍。A、1 2 B、23C

25、、1 3D、245. GPS 定位是一种被动定位， 必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须安装高精确度的时钟。当有1 X 10 9s的时间误差时，将 引起（B ） cm的距离误差。A、 20B、 30 C、 40 D、 508. 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C、点位中心D、高斯投影平面中心参考站四、名词、概念解释- 7 -答： 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

26、站的作用答： 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，其主要作用为：（ 1）收集数据；（ 2 ）数据处理； （ 3 ）监测与协调； （ 4）控制卫星。3. 区域性 GPS 大地控制网答： 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。4. 同步观测环答； 三台或以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。5. GPS卫星的导航电文答：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。1. 伪距：答： GPS 定位采

27、用的是被动式单程测距。它的信号发射时刻是由卫星钟确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。2. 数据剔除率答； 同一时段中，删除的观测值个数与获取的观测值总数的比值。3. 实测星历答： 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。这种星历要在观测后 12 个星期才能得到，这对导航和动态定位无任何意义，但是在静态精密定位中具有重要作用。4. 观测时段答： 测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测的时间间隔称为观测

28、时段，简称时段。5. 黄道：答： 地球绕太阳公转的轨道平面称为黄道面，它与天球相交的大圆称为黄道。它就是当地球绕太阳公转时，观测者所看到的太阳在天球上运动的轨迹。1 广播星历：答： 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。3. 原子时：答： 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。4 .静态定位：答：如果在定位时，接收机的天线在跟踪

29、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。6 .UT0世界时：答：是1955年以前各国所使用的一种世界时形式，它是利用天文测量的方法直接对天体观测 得到的，其基准是观测台站的瞬时子午圈，所 以它既包含了地球自转速度不均匀的影响，也 包含了极移的影响。7 .星历误差：答：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。8 .黄极：答：过天球中心垂直于黄道面的直线与天球的交点称为黄极。9 .被动式测距：答：发射站在规定的时刻内准确地发出信

30、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 占求得单程距离 0。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。10 .导航电文：答：主要包括卫星星历、时钟改正、电离层延时改正、工作状态和 C/A码转换到捕获P码的 信息。1. SA技术：答：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。4 . UT2世界时：答：在UT1世界时中虽然考虑了极移改正，但 尚存在地球自转速度不均匀的影响。为此，在 UT1中加入观测瞬间的季节性变化

31、改正数。5 .对流层折射：答：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。6 .多普勒定位法：答：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。8 .图形强度因子：答：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。1. 多路径效应：答： 接收机天线在直接收到卫星信号的同时，还可能收到经天线周围地物反射的卫星信号，两种信号叠加就会引起测量

32、参考点的位置变化，这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应称作多路径效应。3. 卫星射电干涉测量：答：利用GPS卫星射电信号具有白噪声的特性，由两个测站同时观测一颗 GPS 卫星， 通过测量这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差，可以求得站间距离。4. GPS全球定位系统答：GPSir球定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。5. 岁差答： 在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，这种现象在天文学中称为岁差。1差分 GPS答：

33、 利用设置在坐标已知的点 （ 基准站 ） 上测定GPS1量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPSIM攵机（流动站）测量定位精度的方法2相对定位答： 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。2相对论效应答：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。3轨道摄动答： 卫星的真实轨道与正常轨道之间的差异，称为轨道摄动。4极移答： 地球瞬时自转轴在地球上随时间而变，称为地极移动，简称极移五、简答题1. 如何减弱多路径误差答： 多路径误差不仅与反射系数有关

34、，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答： 所谓电离层， 系指地球上空大气圈的上层，- 11 -距离地面高度在 50km 至 1000km 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

35、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WGS 84 坐标系的几何定义答： 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GP网的布网原则。答： 为了用户的利益， GPS 网图形设计时

36、应遵循以下原则：(1) GPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，预期达到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。(2) GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式， 以增加检核条件， 提高网的可靠性。(3) GPS网内点与点之间虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。(4) 可能条件下，新布设的GPSR应与附近已有的GPS点进行联测；新布设的GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数。(5) GPSR点，应利用已有水准点联测高程c

37、2 .如何减弱GPS收机钟差。答： 把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数，在数据处理中与观测站的位置参数一并求解。认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的，像卫星钟那样，将接收机钟差表示为时间多项式，并在观测量的平差计算中求解多项式的系数。此法可大大减少未知数，其成功与否关键在与钟误差模型的有效程度。通过在卫星间求一次差来消除接收机钟差。3 . 如何重建载波？其方法和作用如何？答：在GPS言号中由于已用相位调整的方法在载波上调制了测距码和导航电文，因而接收到的载波的相位已不在连续，所以在进行载波相位测量之前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波。重建

38、载波一般可采用两种方法： 一是码相关法，另一种是平方法。采用前者，用户可同时提取测距信号和卫星电文，但用户必须知道测距码的结构；采用后者，用户无须掌握测距码的结构，但只能获得载波信号而无法获得测距码和卫星电文。1. GPS 技术设计中应考虑的因素有哪些？答： 技术设计主要是根据上级主管部门下达的测量任务书和GPS 测量规范来进行的。 它的总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能减少物资、 人力和时间的消耗。 在工作过程中，要考虑下面一些因素： （ 1）测站因素； （ 2）卫星因素；（ 3）仪器因素；（ 4）后勤因素。2. 简述“伽利略”计划。答： 计划分成四个阶段： 论证阶段， 时间为 20

39、00年；系统研制和在轨确认阶段，包括研制卫星及地面设施， 系统在轨确认， 时间为 2001 年至2005 年； 星座布设阶段， 包括制造和发射卫星，地面设施建设并投入使用，时间为 2006 年至2007 年；运营阶段，从2008 年开始。4. 简述卫星射电干涉测量的原理。答：利用gpss星射电信号具有白噪声的特性，由两个测站同时观测一颗GPS卫星，通过测量这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差，可以求得站间距离。5. 试说明载波相位观测值的组成部分。答： 完整的载波相位观测值是由三部分组成的：即载波相位在起始时刻沿传播路径延迟的整周数 N0， 和从某一起始时刻至观测时刻之间载波相位变化的整周数

40、 int（ n,以及接收机所能测定的载波相位差非整周的小数部分FR（。）。答： （ 1）利用改正模型进行对流层改正（2 ）利用同步观测值求差。6. 如何理解共视对比定时法。答： 在两个测站 A 和 B 上各安设一台 GPS 信号接收机， 在相同的时间内观测同一颗GPS 卫星。通过数据传输而将测站 A 的用户钟差送到测站 B ，对两个共视用户的钟差进行比对，从而测定用户时钟的偏差。这种利用GPS信号进行时间传递的方法，称为共视对比定时法。1. 简述 GPS 卫星的主要作用。答： GPS 卫星的主要作用有三方面：1 接收地面注入站发送的导航电文和其它信号；2 接收地面主控站的命令，修正其在轨运行偏

41、差及启用备件等；3 连续地向广大用户发送GPS 导航定位信号，并用电文的形式提供卫星自身的现势位置与其它在轨卫星的概略位置，以便用户接收使用。4 .简述GPSR中水准点的选择和分布答： GPS 网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为大地高，而实际应用的高程系统为正常高系统。为此，通常是在 GPS 网中施测或重合少量的几何水准点，用数值拟合法（多项式曲面、拟合或多面函数拟合）拟合出测区的似大地水准面， 继而内插出其它 GPS 点的高程异常，再求出其正常高。5 .简述GPSt位技术相对于常规测量技术的优4. 如何减弱对流层影响？答： （ 1）选点灵活，无需通视； （ 2 ）精度提高，点。耗费降低

42、； （ 3）操作简便，效益增加； （ 4）全天候作业，变被动为主动。4简述卫星大地测量的作用。答：卫星大地测量的作用分为如下几方面：（ 1） 精确测定地面点地心 （质心） 坐标系内的坐标，从而能够将全球大地网连成整体，建成全球统一的大地测量坐标系统。（ 2） 精确测量地球的大小和形状、 地球外部引力场、地极运动、大陆板块间的相对运动以及大地水准面的形状，为大地测量和其他科学技术服务。（ 3 ）广泛地应用于空中和海上导航，地质矿产勘探及军事等方面。5. 简述美国海军导航卫星系统的建立。答：美国海军导月卫星系统（NNSS是美国第一代卫星导航系统，由于该系统卫星轨道都通过地球极点，故也称“子午（ T

43、ransit ）卫星系统” ，该系统于1964 年建成， 1967 年 7 月该系统解密，提供民用，它的投入使用，充分显示了利用人造地球卫星进行导航定位的优越性。该系统由三部分（即空间部分、地面监控部分和用户部分）组成。1 . 在用 GPS 信号传递时间时，存在着哪三种时间尺度（时标）？答： 其一为GPS 时间，它是一种全球性的时间信号源，用以进行精确的时间比对；二是每颗GPSS星的时钟；三是用户的接收机时钟。GPS定时的实质是测定用户时钟相对于GPS时间的偏差，并根据卫星电文给出的有关参数，计算出世界协调时（UTC） 。2 .简述GPSR的布网原则。答： 为了用户的利益， GPS 网图形设计

44、时应遵循以下原则：（1） GPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，预期达到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。（2） GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式， 以增加检核条件， 提高网的可靠性。（3） GPS网内点与点之间虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。（4）可能条件下，新布设的GPSR应与附近已有的GPS点进行联测；新布设的GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数。（5） GPSR点，应利用已有水准点联测高程。

45、3. 简述 GPS 信号接收设备的其结构和作用。答： （ 1）天线（带前置放大器） ； （ 2）信号处理器，用于信号接收、识别和处理； （ 3）微处理器， 用于接收机的控制、 数据采集和导航计算；（ 4 ） 用户信息传输， 包括操作板、 显示板和数据存储器； （ 5 ）精密振荡器，用以产生标准频率； （ 6）电源。4. 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1968BIH定义的格林尼治平均天文台的起始子午线与 CIO 的赤道焦点E，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。5. 简述确定整周未知数 N0 的四种方法。答： 确定整周未知数

46、N0 的方法很多， 这里择要介绍其中四种： （ 1） 经典静态相对定位法；（ 2 ）“动态”测量法； （ 3 ）交换天线法； （ 4 ）快速确定整周未知数法。1整周跳变（周跳）定义，原因以及特点。答： 1） 整周跳变卫星信号失锁，使接收机的整周计数不正确，但不到一整周的相位观测值仍是正确的。这种现象称为周跳。2） 周跳产生的原因a. 建筑物或树木等障碍物的遮挡 b. 电离层电子活动剧烈c.多路径效应的影响 d.卫星信噪比（SNR）太低e. 接收机的高动态f. 接收机内置软件的设计不周全3） 周跳的特点1周跳只引起载波相位观测量整周数发生跳跃，小数部分则是正确的。2 周跳具有继承性， 即从发生周

47、跳的历元开始，以后所有历元的相位观测值都受到这个周跳的影响。3周跳发生非常频繁。3 简述确定整周未知数 的四种方法。答： 确定整周未知数的方法很多，这里择要介绍其中四种： （ 1）经典静态相对定位法；（ 2 ）“动态”测量法；（ 3 ）交换天线法；（4）快速确定整周未知数法。5. GPS基线向量网的设计原则答： 1 ）选点原则 a. 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10 15高度角以上不能有成片的障碍物。b.为减少各种电磁波对GPSS星信号的干扰，在测站周围约200m 的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 c. 为避免或

48、减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、 地物，如高层建筑、成片水域等。 d. 为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。 e. 测站应选择在易于保存的地方。2） 提高可靠性的原则 : 增加观测期数（增加独立基线数）。保证一定的重复设站次数。保证每点与三条以上的独立基线相连最小异步环边数不大于 6。3）提高精度的原则: 网中距离较近的点一定要进行同步观测， 以获得它们间的直接观测基线。建立框架网。最小异步环边数不大于 6 。适当引入高精度测距边。若要进行高程拟合，水准点密度要高，分布要均匀，且要将拟合区域包围起来。适当延长观测时间，增加观测时段。选取适

49、当数量的已知点，已知点分布均匀。4. GPS误差来源（12分）- 13 -答：1）与卫星有关的误差：卫星轨道误差，卫 星钟差，相对论效应2与传播途径有关的误差：电离层延迟，对流 层延迟，多路径效应3与接收设备有关的误差，接收机天线相位中 心的偏差和变化，接收机钟差，接收机内部噪声六、论述及分析题1.根据下列控制网的图形， 用三台天宝4800双 频GPS收机作业，相临点之间的距离约 1km, 仪器迁移时间约 2030分钟，已知接收机的使 用序号和天线编号如下表，试编写GPS作业调度表。（20分）c序号机号1291922930353066 2/ 3/45i,据右图编写定位的先后次序。，2,根据下图

50、PDOP直选择最佳的观测时段 填入GPS乍业调度表中。3,根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写GPS乍业调度表。0时段，接收机分别架设在 1、2、3点；1时段，将2点处的接收机迁至 6点，其余 两台接收机继续观测；2时段，将1点处的接收机迁至 3点，其余 两台接收机继续观测；时段 编 号观测 时间测站号/名测站号/名测站号/名机号机号机号08: 10 8: 4012329192930530618: 50 9: 2016329192930530628: 50 9: 2056329192930530638: 50 9: 205432919293053062.已知权系数阵为:bEk NrtU&E

51、d WENT.EJPHrlt: 10 Ulnulesco mH mi I 315b 14 15 IE IT It 197tl2gZ72B213M1斗1憎31q21qi2q22q32加斗4q33q34q2342441q42q43 q44 1试从权系数阵中取出若干权系数元素，写出平面位置的图形强度因子HDOP和及其相应的平面位置精度，空间位置的图形强度因子 PDO林口及其相应的三维位置精度。3时段，将6点处的接收机迁至 4点，其余 两台接收机继续观测。答：平面位置的图形强度因子：HDOP = .122相应的平面位置精度：mH =HDOP ,二。空间位置的图形强度因子：PDOP = % 72233相

52、应的三维位置精度：mp = PDOP，时段编R观测 时间测站测站测站机号机号机号08:108: 40abd29192930530618:509: 20cbd2919293053061 .根据下列控制网的图形，用三台双频GPS接收机作业，相临点之间的距离约1km,仪器迁移时间约2030分钟，已知接收机的使用序号 和天线编号如下表，时间为2005年1月17日。 时间为2005年1月17日，故GPS文件格式为：第一个三角形 a： 29190170.datb: 29300170.datc： 53060170.dat第二个三角形 d: 29190171.datb: 29300171.datc： 5306

53、0171.dat注：除4时和8时左右外，观测时间可以任选。- 23 -请回答下列问题。根据右图编写定位的先后次序，并根据考试当天的时间在相应位置上写出GPSt件格式;根据下图PDOP直选择最佳的观测时段，填入GPS乍业调度表中;根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写GPS乍业调度表;1.根据GPS卫星的运行轨迹图，试分析和判断并找出其中四颗GPSS星的图形弓II度因子 GDOP的空间分布，使其由测站与四颗GPS卫星构成的六面体的体积最大。答：2、5、9、8或31、5、11、8号卫星在以后的时间内与接收机可构成的六面体的体积最大。7、22号卫星已快到中心位置，而 13号卫星正在离开。2 .填写

54、GPS言号接收系统的结构图，并将各部位连线的箭头标出：居频触航1.根据下列控制网的图形，用三台双频GPS接收机作业，相临点之间的距离约1km,仪器迁移时间约2030分钟，已知接收机的使用序号和天线编号如下表，试编写 GPS乍业调度表。时段编 号观测时间测站测站测站机号机号机号08: 108:40A1A2A629192930530618: 509:20A3A2A629192930530629: 3010: 00A3A4A6291929305306310: 1010: 40A5A4A6291929305306410: 1010: 40A5A1A6291929305306考试时间为2005年1月17

55、日，故GPSt件格 式为：据右图编写定位的先后次序，并根据考试当天的时间在相应位置上写出 GPSt件格式；根据下图PDOP直选择最佳的观测时段，填入GPS乍业调度表中；根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填第一个三角形A1 : 29190170.datA229300170.dat A6:53060170.dat第二个三角形A3 : 29190171.datA229300171.dat A653060171.dat第三个三角形A3 : 29190172.datA429300172.dat A653060172.dat第四个三角形A5 : 29190173.datA429300173.dat A6

56、:53060173.dat第五个三角形A5 : 29190174.datA129300174.dat A6:53060174.dat注：除4时和8时左右外，观测时间可以任选。写GPS乍业调度表；1.根据2005年1月17日卫星时间段，试分析和判断并找出其中四颗 GPSE星的超过30分钟的时间段，并至少找出从上午8点以后6段这样的时间段。卫京寻五、论述及分析题ia- ii- 12- ir 14 得i?-19- a-:2123 -；2?- 28-2E-331-MRttS口 I 2 3 1 i t i 8 E 10 1112 13 M 151E P18 13 Z） Z1 Z2 2守同答：为了找出合适

57、的作业时间，一般从上午 81.根据下列控制网的图形，用三台双频 GPS接 收机作业，相临点之间的距离约 住解 仪器迁移时间约2030分钟，已知接收机的使用序号 和天线编号如下表，试编写 GPS作业调度表。（20 分）序 号机号1291922930353062.填写GPS5控系统工作程序的结构图：并将各部位连线的箭头标出:|计霹中公15、16、19、23、2515、16、19、23、278、 11、 13、 19、 278、 11、 19、 27、 287、 11、 20、 24、 287、 20、 24、 28Ifflie Mxor tick marks = 4 Hours. （Samphg

58、10 Min皿篇）点以后找，其规律如下：8:00 9:00 卫星 3、13、9:00 10:00 卫星 3、13、10: 0011: 00 卫星 3、11: 0012: 00 卫星 3、14: 0015: 00 卫星 4、15: 0016: 00 卫星 4、根据右图编写定位的先后次序，并根据考试当天的时间在相应位置上写出GPS文件格式；根据下图PDOP直选择最佳的观测时段，填入GPS乍业调度表中；根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写GPS乍业调度表；时段观测时 问测站测站测站机号机号机号08: 108:40abe29192930530618: 509:20dbe29192930530629: 3010: 00dbc291929305306tFTI Ufl i-I? 加1|1寸日:口口 rip： I* MHiuIbb unnliJEiEd ： I * 4 MIG IE 17 IV 19 ED KB KS Ildodd考试时间为2005年1月17日，故GPSt件格 式为：第一个三角形 a： 29190170.datb: 29300170.dat e : 53060170.dat第二个三角形 d: 29190171.datb : 29300171.dat e : 5306