武大GPS复习.doc

一、填空（每空0、5分，共20分）  
1、子午卫星导航系统采用6颗卫星，并都通过地球得 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级网得相邻点之间得平均距离为15～10km，最大距离为  40   km。 覿鑲琏嬪溃鲟歟。
    4、协调世界时就是综合了世界时与原子时得另一种记时方法，即秒长采用原子时得秒长，时刻采用   世界     时得时刻。 门齙浍扪貫炖釅。
    5、卫星钟采用得就是   GPS   时，它就是由主控站按照美国海军天文台（USNO）得协调世界时（UTC）进行调整得。在   1980   年1月6日零时对准，不随闰秒增加。 呒陆頗塹烏邇癬。
    6、当GPS信号通过电离层时，信号得路径会发生弯曲，  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。 览渔绍鈺習債谵。
    7、在GPS定位测量中，观测值都就是以接收机得相位中心位置为准得，所以天线得相位中心应该与其  几何   中心保持一致。 铄諏緘虚樞輝腽。
    8、当使用   两台或两台以上   得接收机，同时对同一组卫星所进  
行得观测称为同步观测。 
 9、按照GPS系统得设计方案，GPS定位系统应包括   空间卫星   部分、   
地面监控   部分与用户接收部分。
10、在接收机与卫星间求二次差，可消去两测站接收机得   相对钟差 改正。在实践中应用甚广。 
11、卫星星历误差实际上就就是卫星位置得确定误差。也就是一种   起始数据   误差，其大小主要取决于卫星跟踪站得数量及  空间分布  、观测值得数量及精度、轨道计算时所用得轨道模型及  定轨软件  得完善程度。 缲穢椏驼黷邁莖。
12、GPS网得图形设计主要取决于用户得要求、  经费  、时间、人力以及所投入接收机得类型、  数量  与后勤保障条件等。 丟項钡琏阉鈍鹪。
13、根据不同得用途，GPS网得图形布设通常有  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，取决于工程所要求得精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。 废缋驃粮謗嬤鳅。
二、单项选择题（每小题1分，共10分） 
1、在20世纪50年代我国建立得1954年北京坐标系就是（ 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 内饽鏇瀏矫绅龅。
2、我国在1978年以后建立了1980年国家大地坐标系，采用得就是1975年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会得推荐值，其长半径与扁率分别为（ A ）。 岁極纜呙銥痨蟯。
A、a=6378140、α=1/298、257      B、a=6378245、α=1/298、3 C、a=6378145、α=1/298、357      D、a=6377245、α=1/298、0 淒诔賞闵氽镉驏。
3、我国西起东经72°，东至东经135°，共跨有（  D  ）个时区，我国采用东8区得区时作为统一得标准时间。称作北京时间。 A、2            B、3            C、4            D、5  龇聩鲧铟尝帼貢。
4、双频接收机可以同时接收L1与 L2信号，利用双频技术可以消除或减弱  （  C  ）对观测量得影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。 樺挞讴骇订驾邝。
A、对流层折射    B、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波段得两种不同频率得电磁波作为载波， 在载波2L上调制有（  A  ）。 锔缁输檩鍔畲码。
A、P码与数据码                 B、C/A码、P码与数据码 C、C/A与数据码                 D、C/A码、P码 钣规则迳獻鹜维。
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，引起卫星跟踪得暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫（  A  ）。 澇丛鰲黾戧瞩鐲。
A、 整周跳变                B、相对论效应      C、 地球潮汐                D、负荷潮 竊险雏萝爷构錳。
7、我国自行建立第一代卫星导航定位系统 “北斗导航系统”就是全天候、全天时提供卫星导航信息得区域导航系统，它由（  B  ）组成了完整得卫星导航定位系统。 嬋铙粤飨疟抛嫵。
A、两颗工作卫星                B、两颗工作卫星与一颗备份星 C、三颗工作卫星                D、三颗工作卫星与一颗备份星 8、卫星钟采用得就是GPS 时，它就是由主控站按照美国海军天文台（USNO）得（  D  ）进行调整得。在1980年1月6日零时对准，不随闰秒增加。 鸭曖驟澀鰾协鱷。
A、世界时（UT0）               B、世界时（UT1） C、世界时（UT2）               D、协调世界时（UTC） 9、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得最远距离，已知TRIMMRKⅡ（UHF）数据链无线电发射机天线得高度为9m，流动站天线得高度为2m，则流动站工作得最远距离为（ A ）。 懌區頷鑣諮躦琺。
A、18、72m       B、16、72m       C、18、61m       D、16、61m 10、基准站GPS接收机与TRIMMRKⅡ（UHF）数据链无线电发射机 之间得数据传输波特率为（  D  ）。 顼鹁耸亩灘俦籮。
 A、4800         B、9600         C、19200        D、38400 蠷伞镂統獲穢绘。
三、名词、概念解释（15分） 
1、 伪距：GPS定位采用得就是被动式单程测距。它得信号发射时刻就是由卫星钟确定得，收到时刻则就是由接收机钟确定得，这就在测定得卫星至接收机得距离中，不可避免地包含着两台钟不同步得误差影响，所以称其为伪距。            2、数据剔除率 绩妫裣摻镛齡絨。
           答；同一时段中，删除得观测值个数与获取得观测值总数得比值。            3、实测星历 
答：就是一些国家根据自己得卫星跟踪站观测资料，经过事后处理直接计算得卫星星历，它需要在一些已知精确位置得点上跟踪卫星来计算观测瞬间得卫星真实位置，从而获得准确可靠得精密星历。这种星历要在观测后1～2个星期才能得到，对导航与动态定位毫无意义，但就是在静态精密定位中具有重要作用。 赆锱鋤删蠐孿擺。
4、 观测时段 
答：测站上开始接收卫星信号到停止接收，连续观测得时间间隔称为观测时段，简称时段。 
5、 黄道：  
答：地球绕太阳公转得轨道平面称为黄道面，它与天球相交得大圆称为黄道。它就就是当地球绕太阳公转时，观测者所瞧到得太阳在天球上运动得轨迹。 陘辆館腎幘绫碍。
四、简答题（30分） 
1、 简述GPS网得布网原则。（10分） 
答：为了用户得利益，GPS网图形设计时应遵循以下原则： 
（1）GPS网得布设应视其目得，作业时卫星状况，预期达到得精度，成果得可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。 鏌矿蟯骧鞏聞與。
（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，提高网得可靠性。 骝涡壟雛輞丝侥。
（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，新布设得GPS网应与附近已有得GPS点进行联测；新布设得GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处得重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定GPS网与原有网之间得转换参数。 諍賤癲跄皱誣彥。
（5）GPS网点，应利用已有水准点联测高程。 2、 如何减弱GPS接收机钟差。（10分） 
答：①把每个观测时刻得接收机钟差当作一个独立得未知数，在数据处理中与观测站得位置参数一并求解。 
②认为各观测时刻得接收机钟差间就是相关得，像卫星钟那样，将接收机钟差表示为时间多项式，并在观测量得平差计算中求解多项式得系数。此法可大大减少未知数，其成功与否关键在与钟误差模型得有效程度。 絳脫瑶鑠敛響执。
③通过在卫星间求一次差来消除接收机得钟差。 3、如何重建载波？其方法与作用如何？（10分） 
答：在GPS信号中由于已用相位调整得方法在载波上调制了测距码与导航电文，因而接收到得载波得相位已不在连续，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得测距码与卫星电文去掉，重新获取载波。 僉櫳嶄賤鄲诔蛊。
重建载波一般可采用两种方法：一就是码相关法，另一种就是平方法。采用前者，用户可同时提取测距信号与卫星电文，但用户必须知道测距码得结构；采用后者，用户无须掌握测距码得结构，但只能获得载波信号而无法获得测距码与卫星电文。 綢栎诌归担驍婴。
五、论述及分析题（25分） 1、根据下列控制网得图形，用三台双
频GPS接收机作业，相临点之间得距离约1km，仪器迁移时间约20～30分钟，已得分 
知接收机得使用序号与天线编号如下表，时间为2005年1月17日。请回答下列问题。（20分） 
①根据右图编写定位得先后次序，并根据考试当天得时间在相应位置上写出GPS文件格式； 
②根据下图PDOP值选择最佳得观测时段，填入GPS作业调度表中； ③根据控制网得图形得观测顺序与观测时间填写GPS作业调度表；  序 号 机 号 1 2919 2 2930 3 5306 疖浃掄輾毕溈貿。

武汉大学测绘学院 
2006—2007学年第二学期期末考试 《GPS原理及其应用》课程试卷标准答案 A 卷 
一、 填空题（每空1分，共18分）  
1、 目前正在运行得全球卫星导航定位系统有  GPS  与  GLONASS  。我国组建得第一代卫星导航定位系统称为  北斗卫星导航定位系统  ，欧盟计划组建得卫星导航定位系统称为  GALILEO 。  舊狮紧瑋鹏媯饶。
2、 全球定位系统就是由空间部分、地面监控部分与  用户 部分组成得。其中地面监控部分就是由 主控站 、  监测站 、  注入站 、与   通信及辅助系统  组成得。  趨摯麽鑽贖緲疠。
3、 利用IGS精密星历进行单点定位时，所求得得站坐标属  ITRF  坐标系。  
4、 测码伪距观测值所受到得电离层延迟与  总电子含量 (TEC) 成正比，与  信号频率得平方 成反比。  条額还擲擺饥點。
5、 GPS卫星信号调制采用  二进制相位调制 法，当信号为“0”时，载波得相位 不变化 ，当信号为“1”时，载波得相位 变化180度 。  釙銮闸鋸响闺厌。
6、 在GPS定位中，我们在接收机间求一次差后可消除 卫星钟差 参数，继续在卫星间求二次差后可消除 接收机间得相对钟差 参数，再在历元间求三次差后可消除 双差整周模糊度 参数。  二、 名词解释（每小题5分，共30分） 媪鈄銷豈词饰嘤。
1、整周跳变：在载波相位测量中，整周计数就是0[,]itt时间段内得累积值，()rFf则就是一个瞬时观测值，观测时若由于卫星信号被挡等原因而引起累积工作中断，则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失ND，这种()Intf出错()rFf正确得现象称整周跳变。  壢桦潛笔燾儐譯。
2、多路径误差：经测站附近得反射物反射后得卫星信号若进入GPS 接收机就将与直接进入接收机得信号产生干涉，从而使观测值产生偏差，这就就是所谓得多路径误差。 蜆綃鵑鍺狈闐谟。
3、静态相对定位载波测量：利用载波相位测量得观测值，确定处于静止状态，同步跟踪相同得GPS卫星得若干台接收机之间得相对位置（坐标差）得定位方法，成为静态相对定位载波测量。 鷴諢齊磚飩锵绚。
4、导航电文：就是GPS卫星发播得用于导航定位得信息，包括卫星在空间得位置、卫星钟差、卫星工作状态、电离层延迟等，就是二进制代码。 鯖樯髏骋攪犧賀。
5、相对论效应：由于卫星钟与接收机钟所处得重力位不同，运动速度不同而导致钟得误差，前者为广义相对论效应，后者为狭义相对论效应，对GPS卫星而言，其综合影响平均为4、451010f，可在生产原子钟时调低其频率得方法来解决，其变化部分需用公式加以改正。  踴狲鹞挥胆偽蘄。
6、GPS RTK技术：就是GPS差分测量中得实时动态定位技术，她得组成由参考基准站、流动站、以及数据通信链。参考站把伪距与载波相位观测值以及站坐标信息实时发送给流动用户，流动用户结合本身得观测值进行实时结算，获得精确得坐标。巒烃郦額勢鉛纶。
 三、 问答题（每小题10分，共30分） 
1．为什么在一般得GPS定位中广泛采用双差观测值？  
答：在载波相位测量中，多余参数得数量往往非常多。解算数千个未知数时不仅数据处理得工作量十分庞大，而且对计算机以關蔣轭氌飛垄带。
及作业人员得素质也会提出较高得要求，此外，此外未知参数过多对解得稳定性也会产生不利得影响。采用双差观测值可以消去接收机钟差与卫星钟差，还会削弱电离层延迟与对流层延迟，在进行一般得GPS测量时（如布设城市控制网与工程测量等），由于边长较短，精度要求也不就是很高，因而在观测方程中通常只需引入基线向量，整周模糊度，接收机钟差与卫星钟差，采用双差观测值进行单基线解算时，未知参数一般只有10个左右（基线向量3个分量及4－8个整周模糊度参数），多基线解算时也只有数十个位置参数，用一般得计算机就可以胜任数据处理工作。因而在一般得GPS定位中广泛采用双差观测值。  机缔毵噓杀寫郦。
2．为什么说快速而准确地确定整周模糊度就是载波相位测量中得关键问题？  答：(1) 精确得()rFf及修复周跳后得整周计数只有与正确得N配合使用才有意义， N出错将严重损害定位精度与可靠性。  (2) 在一般得GPS测量中，定位所需得时间即为确定模糊度所需得时间，快速 确定N对提高GPS定位速度，提高作业效率具有重要作用。  3．什么就是宽巷观测值？如何利用宽巷观测值？  苎镗凿轨绾铤獰。
答：宽巷观测值widelanej-为两个不同频率得载波12()LL-相位观测值间得一种线性组合，即12widelaneLL。其对应得频率为12347、82widelaneLLfffMHz，对应得波长为86、19widelanecm，对应得整周模糊度为12widelaneLLNNN。由于宽巷观测值得波长达86cm，利用它可以很容易准确确定其整周模糊度，进而准确确定1N与2N。  讧轡郏嘜据辐掺。