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1、GPS测量技术与应用综合测试试卷D卷答案题号一二三四五总成绩得分得分一、填空（每空1分，共20分）1. 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。2.GPS工作卫星的主体呈圆柱形，整体在轨重量为843.68，它的设计寿命为 7.5 年，事实上所有GPS工作卫星均能超过该设计寿命而正常工作。3.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。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 11 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
2、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。7.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 WGS84 。8.协调世界时是综合了世界时与原子
3、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。10.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。11.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。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
4、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。得分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。得分二、名词解释：(每小题2分,共20分) 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
5、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。2伪距：答：GPS定位采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。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. 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改
6、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。7.主动式测距：答：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。 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
7、时间和测站位置而变化。在GPS测量中，希望DOP越小越好。9.静态定位：答：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。10. 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。 得分三.简答：(每小题4分,共20分)1. GPS技术设计中应考虑哪些因素？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
8、因素：（1）测站因素；（2）卫星因素；（3）仪器因素；（4）后勤因素。2. 简述实测星历的概念及意义。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。3.简述WGS84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。4. 如何减弱对流层影响？答：（1）利
9、用改正模型进行对流层改正（2）利用同步观测值求差。5.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。得分四、分析和填图（20分）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GPS卫星的超过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。 答：为了找出合适的作业时间，一般从上午8点以后找，其规律如下：8：009：00 卫星3、13、15、16、1
10、9、23、259：0010：00 卫星3、13、15、16、19、23、2710：0011：00 卫星3、8、11、13、19、2711：0012：00 卫星3、8、11、19、27、2814：0015：00 卫星4、7、11、20、24、2815：0016：00 卫星4、7、20、24、282. 填写GPS监控系统工作程序的结构图：并将各部位连线的箭头标出：得分五、论述及分析题（20分）b1.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作业调度表。（20分）c序 号机 号1da291
11、92293035306ePDOP图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值选择最佳的观测时段，填入GPS作业调度表中； 根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写GPS作业调度表；GPS作业调度表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08：108：40abe29192930530618：509：20dbe29192930530629：3010：00dbc291929305306考试时间为2005年1月17日，故GPS文件格式为：第一个三角形a：29190170.dat b：29300170.dat e：53060170.dat第二个三角形d：29190171.dat b：29300171.dat e：53060171.dat第三个三角形d：29190172.dat b：29300172.dat e：53060172.dat注：除4时和8时左右外，观测时间可以任选。 - 8 -
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