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一、 名词解释
1. 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。
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.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。
4.GPS全球定位系统
GPS全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
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。
6.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。
7.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。
8.差分GPS
答：利用相距不太远的两个 GPS 测站在同一时间分别进行单点定位时所受到的卫星星历误差、大气延迟误差和卫星钟差等误差源的空间相关性较好的原理，利用基准站上的观测结果求得上述误差的影响并通过数据链将误差改正数发送给流动站从而提高流动站定位精度。
9.相对定位
答：将两台接收机分别安置在基线的两个端点，其位置静止不动，并同步观测相同的4颗以上GPS卫星，确定基线两个端点在协议地球坐标系中的相对位置，这种定位模式称为相对定位。
10.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。
二、选择题
1、GPS卫星星座配置有（ D ）颗在轨卫星。
A. 21 B. 12 C. 18 D. 24
2、UTC是指（ C ）。
A. 协议天球坐标系 B. 协议地球坐标系
C. 协调世界时 D. 国际原子时
3、AS政策是指（ D ）。
A. 紧密定位服务 B. 标准定位服务
C. 选择可用性 D. 反电子欺骗
4、GPS定位中，信号传播过程中引起的误差主要包括大气折射的影响和（ A ）影响。
A. 多路径效应 B. 对流层折射
C. 电离层折射 D. 卫星中差
5、一般地，单差观测值是在（ A ）的两个观测值之间求差。
A. 同卫星、同历元、异接收机 B. 同卫星、异历元、异接收机
C. 同卫星、同历元、同接收机 D. 同卫星、异历元、异接收机
6、双差观测方程可以消除（ D ）。
A. 整周未知数 B. 多路径效应 C. 轨道误差 D. 接收机钟差
7、C/A码的周期是（ A ）。
A. 1ms B. 7天 C. 38星期 D. 1ns
9、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
10．GPS广播星历中不含……………………………………………（ ② ）
①GPS卫星的六个轨道根数 ②GPS观测的差分改正
③GPS卫星钟的改正 ④GPS卫星的健康状态
11．以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度……………………………（ ④ ）
①晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点至于树荫下进行观测。
②测站设在大型水库旁边
③在SA期间进行GPS导航定位
④夜晚进行GPS观测
12．GPS卫星之所以要发射两个频率的信号，主要目的是……………（ ② ）
①消除对流层延迟 ②消除电离层延迟
③消除多路径误差 ④增加观测值个数
13．GPS观测值在接收机间求差后可除…………………………………（ ③ ）
①电离层延迟 ②接收机钟差 ③卫星钟差 ④对流层延迟

1、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数据，采用（ A ）的方法，确定待定点的空间位置。
A、空间距离后方交会 B、空间距离前方交会
C、空间角度交会 D、空间直角坐标交会
2、根据GPS定位原理，至少需要接收到（ B ）颗卫星的信号才能定位。
A、5 B、4 C、3 D、2
3、在以下定位方式中，精度较高的是（ C ）。
A、绝对定位 B、相对定位
C、载波相位实时差分 D、伪距实时差分
4、GPS技术给测绘界带来了一场革命，下列说法不正确的是（ A ）
A、利用GPS技术，测量精度可以达到毫米级的程度
B、与传统的手工测量手段相比，GPS技术有着测量精度高的优点
C、GPS技术操作简便，仪器体积小，便于携带
D、当前，GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动观测等领域
5、与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是（ C ）
A、测量精度高，操作复杂
B、仪器体积大，不便于携带
C、全天候操作，信息自动接收、存储
D、中间处理环节较多且复杂
6、GPS卫星信号的基准频率是多少？（ B ）
A 1.023MHz B 10.23 MHz
C 102.3 MHz D 1023 MHz
7、周跳产生的原因（ A ）
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)太高
8、以下哪个因素不会削弱GPS定位的精度（ D ）
A. 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测
B. 测站设在大型蓄水的水库旁边
C. 在SA期间进行GPS导航定位
D. 夜晚进行GPS观测
9.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≥30km
10.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
11.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
12. 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
13. 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（ ④ ）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。
①、3个 ②、4个 ③、5个 ④、6个
14. 下列不是模型改正法所针对的误差源是（ ④ ）
①相对论效应 ②电离层延迟 ③卫星钟差 ④卫星轨道误差
15.下列误差不是与传播途径有关的是（ ③ ）
①电离层延迟 ②对流层延迟 ③相对论效应 ④多路径效应
16.GPS目前所采用的坐标系统，是（ B ）
A) WGS-72系 B)WGS-84系 C) 西安80系 D)北京54系
17．在一般的GPS 短基线测量中，应尽量采用（ ① ）
① 双差固定解 ②三差解 ③单差解 ④双差浮点
18．未经美国政府特许的用户不能用（ ④ ）来测定从卫星至接收机间的距离
①C/A码 ②L1载波相位观测值
③载波相位观测值 ④Y码

三、填空题
1、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。
2、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。
3、从误差来源分析，GPS测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 和 与接收机有关的误差 。
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为 同步观测 。
6、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。
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、PDOP代表 空间位置图形强度因子
9、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。
10、GPS卫星星历分为 广播星历（预报星历） 和 精密星历（实测星历） 。
11、在GPS定位工作中，由于某种原因，如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，这种现象称为 整周跳变 。（同7）
12、目前正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的（ GPS ）和俄罗斯的（ GLONASS ）。我国的第一代卫星导航定位系统称为（ 北斗卫星导航定位系统 ），欧盟计划组建的卫星导航定位系统称为（ GALILEO ）。
13、GPS卫星系统由空间部分、（ 地面监控部分 ）和（ 用户部分 ）三部分组成。
14、按用途，可将GPS接收机分为（导航型）、（测地型）和（授时型）三种。
15、根据测距的原理，可将GPS定位的方法分为（ 伪距测量定位 ）、载波相位测量定位和（ 差分测量定位 ）三种。
（用GPS定位的方法大致有四类：多普勒法、伪距法、设点干涉测量法、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。）
16、GPS卫星发送的信号是由载波、（ 测距码 ）和（ 导航电文 ）三部分组成的。
17、GPS测量中，减弱电离层影响的措施包括（ 利用双频观测 ）、（ 利用电离层模型加以修正 ）和利用同步观测求差。
18、GPS测量中，与卫星有关的误差包括（ 卫星轨道误差 ）和（卫星钟差 ）和（ 相对论效应 ）。
19、多路径误差的大小取决于（反射波的强弱）和（用户天线抗衡反射波的能力）。
20、 我国目前常用的两个国家大地坐标系是（1954年北京坐标系）和（1980年西安坐标系）。
21、GPS使用L波段的两种载波波长分别是（ 19cm ）和（ 24cm ）。（只保留整数部分）（L1：19.03cm，L2:24.42cm）
22、（ C/A ）码目前只被调制在L1上。
23、 回避法所针对的误差源电磁波干扰和（ 多路径效应 ）。
24、 GPS卫星星历分为（ 广播星历（预报星历） ）和（ 精密星历（实测星历） ）。（同10）
25、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 极移 。
26、在进行GPS测量时，观测量中存在着系统误差和偶然误差。其中 系统 误差影响尤其显著。
27、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 多点 定位。
28、C/A码的频率是__1.023M__HZ,P码的频率是__10.23M__HZ。
29、重建载波一般可采用__码相关法__和__平方法__。
30．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。

四、 判断题
1、 GPS系统是测时测距系统。（√）
2、子午卫星导航系统采用24颗卫星，并都通过地球的南北极运行。（×）（6颗）
3、 GPS卫星的测距码和数据码是采用调相技术调制到载波上的。（√）
4、利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。（√）
5、全球定位系统具有高精度和自动测量的特点，但是受地形、天气等自然因素影响较大。（×）（GPS可以全天候、全方位导航定位，受地形、天气影响小）
6、全球定位系统使用的卫星轨道均为近圆型，运行的周期约为24小时。（×）（11小时58分钟）
7、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。（√）
8、GPS的测距码（C/A码和P码）是随机噪声码。（×）（伪随机噪声码）
9、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。（√）
10、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。（×）（第二定律）
11、在载波相位双差（先测站之间求差，后卫星之间求差）观测方程中，整周未知数已被消去。（×）（单差消除卫星钟差，双差消除接收机钟差，三差消除整周未知数）
12、GPS卫星向全球用户播发的星历，是通过交付民用的P码和用于军事目的导航定位的C/A码两种波码进行传送的。（×）（P码和C/A码反了）
13、理想情况下的卫星运动，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。（×）（匀质球体）
14、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。（√）
15、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。（√）（同7）
16、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。（√）
17、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。（√）
18、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。（√）
19、太阳活动周期约为10年。（×）（11年）
20、电磁波在电离层中的传播速度有群速度和相速度之分。（√）
21、双频改正的方法能消除对流层延迟。（×）（双频改正的方法能有效地削弱电离层延迟，而在对流层中基本上不存在色散效应，两个频率的信号在其中的折射率相同，传播速度相同，故不能用与电离层改正相同的方法进行对流层双频改正。）
22、子午卫星导航系统采用12颗卫星，并都通过地球的南北极运行。（×）（6颗）
23、GPS静态定位之所以需要观测较长时间，其主要目的是为了正确确定整周未知数。（√）
24、重建载波有码相关法和平方法两种方法。其中，码相关法可获得导航电文和全波长的载波，且无需了解码的结构。（×）（需要了解。码相关法能获得载波信号、测距信号和卫星电文，但用户必须知道测距码的结构；平方法无需掌握测距码的码结构，只能获得载波信号，而无法获得测距码和导航电文。）
25、整周模糊度的可能组合数的多少取决于初始平差后所得到的整周模糊度方差的大小和观测的卫星数。（√）

五、 简答
1、 简述GPS系统的特点
答：观测站之间无需通视；定位精度高；观测时间短；提供三维坐标；操作简便；全天候作业；功能多、用途广等。（P.5）
2、简述无摄运动中开普勒轨道参数。
答：轨道椭圆的长半轴（as）；轨道椭圆偏心率（es）；升交点赤经（Ω）；轨道面的倾角（i）；近地点角距（ws）；卫星的真近点角（fs）。（P.43）
3、GPS误差来源
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
4、如何重建载波？其方法和作用如何？
答：在GPS信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。
5．GPS卫星定位的基本原理是什么？为了达到定位精度要求，至少需要同步观测多少颗卫星？为什么？
答： 利用三个以上卫星的已知空间位置，用空间距离交会法，求得地面待定点（接收机）的位置；4颗；因为在一个测站上为了求解出4个未知参数（3个点位坐标分量和1个钟差系数），至少需要4个同步伪距观测值。
6．什么叫多路径误差？在GPS测量中可采用哪些方法来消除或消弱多路径误差？
答：经测站附近的反射物反射后的卫星信号若进入 GPS 接收机就将与直接进入接收机的信号产生干涉，从而使观测值产生偏差，这就是所谓的多路径误差。
解决方法有：(1) 选择合适的站址，远离信号反射物；
(2) 选择合适的接收机（装抑径板、抑径圈，抑制反射信号等）；
(3) 适当延长观测时间。
7．如何减弱GPS接收机钟差。
答：P.128
8．什么是相对论效应？
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。
9． 简介SPS、PPS、AS、SA
答：SPS:标准定位服务；
PPS:精密定位服务；
AS:反电子欺骗；
SA: 选择可用性。
10、简单介绍美国关于GPS卫星信号所采取的政策
答：（1）、早期：提供不同的用户服务方式：SPS、PPS；
（2）、实施SA（选择可用性）政策；
（3）、实施AS（精码加密）政策。
12．结合专业知识，论述GPS在GIS中的应用
答：
GPS的应用：
1）军事、国防
2）陆路交通（车辆导航、监控）、航运、航空
3） 搜索、救援
4）气象观测
5）遥感
6）测量
7）卫星定轨
8） 资源勘探
9）通讯
10）广播、电视
11）电力
12）时间传递

举例说明 GPS 的应用：
GPS 可以应用于各个领域，包括军事、交通运输、测量以及其它领域中。答题者可以针对某一个领域的具体应用进行举例说明。
例子：导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码，也称数据码（D码）。它是用户利用GPS进行导航定位时一组比不可少的数据。