河南理工GPS測量原理與運用考試綜合復習資料

1、1、 GPS的含義？與經(jīng)典大地測量相比，GPS有何特點？ 選點靈活，無需通視。 定位精度高。 觀測時間短。 提供三維坐標。 操作簡便。 全天候作業(yè)。2、GPS衛(wèi)星的作用是什么？什么叫“定位星座”？什么叫“衛(wèi)星星歷”？1） 向廣大的用戶連續(xù)不斷地發(fā)射衛(wèi)星導航定位信號（簡稱GPS言號），并用導航電文報告自己的現(xiàn)勢位置已以及其他在軌衛(wèi)星的概略位置；2）在飛越注入站上空時，接受由地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導航電文和其他有關信息，并通 過GPS信號形成電路，適時的發(fā)送給廣大的用戶。3）接受地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調度命令。如適時的改正運行的偏差或者啟用 備用時鐘等。4） 通過星載高精度原子鐘，提供精

2、確的時間標準，使各衛(wèi)星處于同一時間標準一一GPS時。定位星座：在用GPS衛(wèi)星進行導航定位時，為了求得測站的三維位置，必須觀測4顆GPS衛(wèi)星，稱之為定位星座。間隙段：GPS衛(wèi)星的上述分布，在個別地區(qū)仍可能在其一短時間內（例如數(shù)分鐘）只能觀測到 4 顆圖形結構較差的衛(wèi)星，而無法達到必要的定位精度。這種時間段稱為間隙段。 所謂“衛(wèi)星星歷”是一系列描述衛(wèi)星運動及其軌道的參數(shù)。3、地面監(jiān)控系統(tǒng)由哪些部分組成？各部分的主要功能是什么？ 一個主控站、三個信息注入站和五個衛(wèi)星監(jiān)測站。主控站的任務是收集、處理本站和監(jiān)測站收到的全部資料，編算出沒顆衛(wèi)星的星歷和gps時間系統(tǒng)， 將預測的衛(wèi)星星歷、 鐘差、 狀態(tài)數(shù)據(jù)

3、以及大氣傳播改正編制成導航電文傳送到注 入站。主控站還負責糾正衛(wèi)星的軌道偏離， 必要時調度衛(wèi)星讓備用衛(wèi)星取代失效的工作衛(wèi)星。 另外還負責監(jiān)測整個地面監(jiān)測系統(tǒng)的工作， 檢驗注入給衛(wèi)星的導航電文， 監(jiān)測衛(wèi)星是否將導 航電文發(fā)送給了用戶。注入站的任務是將主控站發(fā)來的導航電文注入到相應衛(wèi)星的存儲器。此外注入站能自動向主控站發(fā)射信號，每分鐘報告一次自己的工作狀態(tài)。監(jiān)測站的主要任務是為主控站提供衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)。4、什么是GPS信號接收機？其作用是什么？它由哪幾部分組成？有哪幾種分類方式？GPS信號接收機：是一種能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS衛(wèi)星信號的接收設備。1）當GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機能夠

4、捕獲到按一定衛(wèi)星截止高度角所選擇的待測 衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運動。2） 對所接收到的 GPS信號具有變換、放大和處理的功能，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)射的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間，從而實現(xiàn)導航和定位。1 ）天線 （ 前置放大器 ） ；2 ）變頻器及中頻放大器；3 ）信號通道4 ）存儲器；5 ）微處理器；6）電源，供電。1 ）按接收機的載波頻率分類單頻接收機 雙頻接收機 雙系統(tǒng)接收機（GPS+GLONASS）2）按接收機的用途分類導航型接收機 測地型接收機 授時型接收機3）按接收機的通道數(shù)分類多通道接收機序貫通道接

5、收機多路復用通道接收機4）按接收機的工作原理分類碼相關型接收機平方型接收機混合型接收機5、接收機天線的作用是什么？對其有何要求？有哪幾種類型？1）天線的作用：把來自衛(wèi)星信號的能量轉化為相應的電流量，并經(jīng)過前置放大器送入射頻 部分進行頻率變換，以便接收機對信號進行跟蹤、處理和量測。2） 對天線的要求 天線與前置放大器一般應密圭寸為一體，以保障在惡劣的氣象環(huán)境下能正 常工作，并減少信號損失；天線與前置放大器應密封一體，保障其正常工作，減少信號損失能夠接收來著來著任何方向的信號，不產(chǎn)生死角有防護和屏蔽多路徑效應的措施天線的相位中心保持高度穩(wěn) 定，與幾何中心盡量一致3）天線的類型：單極或偶極天線四線螺

6、旋形或螺旋形結構天線微波傳輸帶型天線 錐形天線帶扼流圈的振子天線第二章時間系統(tǒng)和坐標系統(tǒng)1、在GPS定位中，通常采用哪兩種坐標系統(tǒng)？ 一類是在空間固定的坐標系統(tǒng)（空固系）。這類坐標系統(tǒng)與地球自轉無關，對于描述衛(wèi)星的運行位置和狀態(tài)極為方便。另一類是與地球體相固聯(lián)的坐標系統(tǒng)（地固坐標系）。這類坐標系統(tǒng)對于表達地面觀測站的位置和處理GPS觀測成果尤為方便。2、何為天球？天球上有哪些主要的點、線、面？天球：是指以地球質心 M為中心，半徑r為任意長度的一個假想的球體。1 、天軸和天極2、天球赤道面與天球赤道 3、天球子午面與天球子午圈4、時圈5、黃道6、黃極7、春分點天球:是指以地球質心 M為中心，半徑

7、r為任意長度的一個假想的球體3、天球空間直角坐標系和天球球面坐標系是如何定義的？二者間有何關系？天球空間直角坐標系：原點位于地球質心 M; Z軸指向天球北極 Pn , X軸指向春分點 ，Y 軸垂直于XMZ平面，與X軸和Z軸構成右手坐標系統(tǒng)。天球球面坐標系：原點位于地球質心 M，赤經(jīng)a為含天軸和春分點的天球子午面與過天體S的天球子午面之間的夾角；赤緯3為原點M至天體S的連線與天球赤道面之間的夾角，向徑長度 r為原點M至天體S的距離4、什么叫歲差和章動？二者對北天極的運動有何影響？歲差:在日月引力和其它天體引力對地球隆起部分的作用下，地球在繞太陽運行時，自轉軸 的方向不再保持不變，從而使春分點在赤

8、道上產(chǎn)生緩慢的西移，這種現(xiàn)象在天文學中 稱為歲差章動:在日月引力等因素的影響下，瞬時北天極將繞瞬時平北天極產(chǎn)生旋轉，大致成橢圓形 軌跡，其長半徑約為 9.2"，周期約為18.6年。這種現(xiàn)象稱為章動。影響:在歲差的影響下，地球自轉軸在空間繞北黃極產(chǎn)生緩慢的旋轉（從北天極上方觀察為順時針方向，以下同），因而使北天極以同樣的方式在天球上繞北黃極產(chǎn)生旋轉。章動影響下，瞬時北天極繞平北天極順時針的轉功5、為什么要定義協(xié)議天球坐標系？它是如何定義的？為了建立一個與慣性坐標系相接近的坐標系定義：人們通常選擇某一時刻tO作為標準歷元（epoch），并將此時刻地球瞬時自轉軸（指向北Z軸和X極）和地心至

9、瞬時春分點的方向，經(jīng)該時刻的歲差和章動改正后，分別作為軸的指向。由此所構成的空固坐標系，稱為所取標推歷元to的平天球坐標系或協(xié)議天球坐標系，也稱協(xié)議慣性坐標系6、地心空間直角坐標系和地心大地坐標系是如何定義的？二者間有何聯(lián)系？地心空間直角坐標系：原點 0與地球質心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向格林尼治平子 午面與地球赤道的交點 E, Y軸垂直于XOZ平面構成右手坐標系。地心大地坐標系；球橢球的中心與地球質心重合，橢球的短軸與地球自轉軸相合，大地緯度B為過地面點的橢球法線與橢球赤道面的夾角，大地經(jīng)度 L為過地面點的橢 球子午面與格林尼治平大地子午面之間的夾角， 大地高H為地面點沿橢球 法線（n

10、ormal）至橢球面的距離。7、何謂站心赤道直角坐標系、站心地平直角坐標系和站心地平極坐標系？站心赤道與地平si角坐拆系站心赤道與地平盲角舉標系站心赤建與地平頁湖坐標系如右圖，P1是測站，0是球心。以P1為原點建立與球心空間直角坐標系相應坐標軸平行的 坐標系叫做站心赤道直角坐標系。以P1為原點，P1點的法線為z軸（指向天頂為正），以子午線方向為 x軸（向北為正），y 軸與x、z軸垂直（向東為正）。叫做站心地平直角坐標系以測站P1為原點，至衛(wèi)星s的距離r、衛(wèi)星的方位角 A、衛(wèi)星的高度角h可以建立站心地平 極坐標系8什么叫極移？協(xié)議地球坐標系是如何定義的？極移：地球自轉軸相對地球體的位置并不是固定

11、的，地極點在地球表面上的位置是隨時間而變化的。這種現(xiàn)象稱為地極移動，簡稱極移協(xié)議地球坐標系：以協(xié)議地極為基準點的地球坐標系，稱為協(xié)議地球坐標系9、WGS-84坐標系是如何定義的？其主要參數(shù)是多少？WGS-84坐標系：原點在地球質心，Z軸指向BIH 1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X 軸指向BIH 1984.0的零子午面和 CTP赤道的交點，Y軸與Z、X軸構成右手系10、我國的 佃80年國家大地坐標系（簡稱C80）、佃54年北京坐標系（簡稱P54）是如何定義的？ 新北京54坐標系與C80有何聯(lián)系，與 P54有何區(qū)別和聯(lián)系？11、我國的2000國家大地坐標系 是如何定義的？12、何謂I

12、TRF坐標框架？13、在GPS定位中時間系統(tǒng)有何重要意義？確定時間的基準是什么？14、何為恒星時、世界時、原子時、協(xié)調世界時、GPS時？以春分點為參考點，由春分點的周日視運動所確定的時間，稱為恒星時 以平子夜為零時起算的格林尼治平太陽時稱為世界時以物質內部原子運動的特征為基礎的原子時間系統(tǒng)從 1972 年便采用了一種以原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近于世界時的一種折衷的時 間系統(tǒng)，這種時間系統(tǒng)稱為協(xié)調世界時 （UTC） ，或簡稱協(xié)調時15、GPS 時和原子時、協(xié)調世界時有何關系？GPS時與協(xié)調時的時刻，規(guī)定于 1980年1月6日0時相一致。其后隨著時間的積累，兩者 之間的差別將表現(xiàn)為秒的整倍

13、數(shù)。至1 987年這個差值為 4秒，而到 1989年其值已達 5秒，目前為13s。在GPS測量中，應用的幾種主要時間系統(tǒng)之間的差別見下圖。第三章1、何為衛(wèi)星的軌道參數(shù)？描述衛(wèi)星軌道位置和狀態(tài)的參數(shù)，稱為軌道參數(shù)2、作用在衛(wèi)星軌道上的力分為哪兩類，相應的衛(wèi)星運動軌道為何 中心力和攝動力 .中心力所決定的衛(wèi)星軌道可視為理想的軌道，又稱衛(wèi)星的無攝運動軌道。 在攝動力作用下的衛(wèi)星的運動稱為受攝運動， 由此所決定的衛(wèi)星軌道稱為衛(wèi)星的受攝運動 軌道3、研究衛(wèi)星運行軌道的基本方法分為哪兩個步驟？首先， 在上述理想的地球引力場中， 只考慮地球質心引力的作用， 來研究衛(wèi)星的無攝運動 規(guī)律， 并描述衛(wèi)星軌道的基本

14、特征； 其次，研究各種攝動力對衛(wèi)星運動的影響，并對衛(wèi)星的 無攝軌道加以修正，從而確定衛(wèi)星受攝運動軌道的瞬時特征4、何為開普勒三定律？其意義是什么？衛(wèi)星運動周期的平方與軌道橢圓長半徑的立方之比為一常量，而該常量等于地球引力常數(shù)GM 的倒數(shù)。意義：當開普勒橢圓的長半徑確定后，衛(wèi)星運行的平均角速度便隨之確定，且保持不變。 所以開普勒第三定律在衛(wèi)星位置的計算中具有重要意義5、試繪圖描述無攝衛(wèi)星軌道，并闡明各參數(shù)的含義。6、寫出開普勒方程，并說明其意義。7、衛(wèi)星運動的攝動力有哪些？主要的攝動力是哪幾項？ 地球體的非球形及其質量分布不均勻而引起的作用力，即地球的非中心引Fnc； 太陽的引力Fs和月球的引力

15、Fn 太陽的直接與間接輻射壓力Fr 大氣的阻力 Fa 地球潮汐的作用力； 磁力等（7）地球中心引力 Fc 主要攝動力：地球中心引力 Fc 地球潮汐的的影響 太陽光壓的影響8、衛(wèi)星星歷分為哪兩種？廣播星歷中主要包括哪些參數(shù)？ 一般有兩種：預報星歷 （廣播星歷 ）和后處理星歷（精密星歷 ）參數(shù)： 1 個參考時刻、 6 個相應參考時刻的開普勒軌道參數(shù)和 9 個反映攝動力影響的參數(shù)9、說明 GPS 衛(wèi)星坐標計算的基本過程，并給出計算公式？（ 1 ）、計算衛(wèi)星運行的平均速度 n（2）、計算歸化時間 tk（3）、觀測時刻衛(wèi)星平近點角 Mk 的計算（4）、采用迭代算法計算偏近點角 Ek（5）、計算真近點角

16、Vk(6) 、計算升交距角 k(7) 、計算攝動改正數(shù) S u、S r、S i(8) 、計算經(jīng)攝動改正后的升交距角uk、衛(wèi)星矢徑rk和軌道傾角ik(9) 、計算衛(wèi)星在軌道平面坐標系中的坐標(10) 、計算觀測時刻升交點經(jīng)度 Q k(11 )、計算衛(wèi)星在地固坐標系中的空間直角坐標(12 )、計算衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標系中的空間直角坐標10、在廣播星歷中，tOe與tOc有何區(qū)別？第四章1、GPS定位的實質是什么？基本定位方法有哪定位實質：空間距離后方交會定位：絕對定位(或單點定位)相對定位靜態(tài)定位動態(tài)定位2、GPS測量的基本觀測量有哪兩個，其測距精度是多少？ 碼相位觀測量和載波相位觀測量。測距精度：碼

17、相位測量中對C/A碼來說其觀測精度約為 2.9m而P碼其觀測精度約為 0.3m 載波相位測量L1和L2載波相應的觀測精度為 1.9mm和2.4mm。3、什么叫初始整周未知數(shù) (模糊度)？什么叫周跳(整周跳變、跳周)？什么叫信號失鎖？ 周跳:在觀測過程中，如果衛(wèi)星信號被阻擋或受到干擾，則接收機對衛(wèi)星的跟蹤便可能中斷(失鎖)，而當衛(wèi)星被重新鎖定后，載波相位的小數(shù)部分是連續(xù)正確的，而這時整周數(shù)卻不正確，這種現(xiàn)象稱為周跳。4、寫出偽距測量的基本觀測方程并解釋各參數(shù)的含義？5、寫出載波相位測量的基本觀測方程并解釋參數(shù)的含義？6、什么叫必要參數(shù)？什么叫多余參數(shù)？7、載波相位差分觀測值有哪幾種？各差分觀測值

18、中主要消除或削弱了哪些因素的影響？ 根據(jù)求差次數(shù)的多寡可分為單差觀測值、雙差觀測值和三差觀測值在單差觀測值中，已消除了衛(wèi)星鐘鐘差的影響，當測站距離較近時(<20km ),電離層、對流層的影響及衛(wèi)星星歷誤差在很大程度上得到了削弱。對于短距離(<20km、的相對定位而言，在測站和衛(wèi)星的雙差觀測值中，接收機鐘差、衛(wèi)星 鐘差、衛(wèi)地距變率的影響已基本消除，對流層和電離層的影響得到了進一步的削弱，其剩余殘差對雙差觀測值將不會產(chǎn)生顯著性的影響。8根據(jù)載波相位的基本觀測方程寫出其單差和雙差觀測方程。9、求差法和非差法相比有哪些優(yōu)缺點？優(yōu)點：求差法和 對多余參數(shù)進行約束”的方法相比，計算工作量相差不

19、多。非差法中接收機的鐘差是一個較難處理的問題。因為接收機上通常采用石英鐘，其穩(wěn)定度較差，建立鐘的誤差模型較為困難。而如果不給任何約束，把每個觀測歷元的接 收機鐘差均當作一個未知數(shù)的話，又將使未知數(shù)的個數(shù)大量增加。采用二次差時可消 除接收機的鐘差，既不涉及鐘的誤差模型，又可使未知數(shù)的個數(shù)大為減少，因而在生 產(chǎn)實線中被廣泛采用。缺點：數(shù)據(jù)利用率較低，許多好的觀測值會因為與之配對的數(shù)據(jù)出了問題而無法被利用。求差的次數(shù)越多，丟失的觀測值也越多，數(shù)據(jù)利用率就越低。在接收機間求差后，會引進基線矢量而不是原來的位置矢量作為基本未知數(shù)，這是一個新的更為復雜的概念，特別是使用多臺接收機進行網(wǎng)定位時較難處理。求差

20、后會出現(xiàn)觀測值間的相關性問題，增加了計算的工作量。在某些情況下難以求差，例如兩站的數(shù)據(jù)輸出率不相同時。在求差過程中有效數(shù)字將迅速減少，計算中湊整誤差等影響將增大，從而影響最后結果的精度。求差法實質上是未對多余參數(shù)作任何約束，即認為各多余參數(shù)是相互獨立的。在某些情況下使用非差法的誤差模型是有效的，如使用高精度的原子鐘作外接頻標時，在小范圍內進行相對定位時，精度要求不太高時采用求差法時多余參數(shù)已被消去，因此難以對這些參數(shù)作進一步研究 （當然也可以來用回代法求出，但需另增加工作量 ）。10、了解偽距絕對定位的基本方法。利用GPS進行定位的基本原理，是以 GPS衛(wèi)星和用戶接收機天線之間距離（或距離差）

21、的觀 測量為基礎，并根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時坐標，來確定用戶接 收機天線所對應的點位，即觀測站的位置。11、 精度因子是如何定義的？在 GPS定位中，有哪幾種精度因子？ 定義：平面位置精度因子 HDOP 高程精度因子 VDOP空間位置精度因子 PDOP接收機鐘差精度因子 TDOP幾何精度因子 GDOP12、了解采用載波相位雙差觀測值進行相對定位的基本方法。13、差分GPS有哪幾種類型？位置差分、 偽距差分、相位平滑偽距差分的基本思想是什么？ 類型：單基準站差分、多基站的局域差分和多基站的廣域差分三種類型相位平滑偽距差分基本思路：1）按偽距差分方法，利用基準站的偽距差對流動站的觀測偽距進行改正，得到流

22、動站改正后的偽距觀測值；2）利用流動站的載波相位觀測值對改正后的偽距觀測值進行平滑，得到流動站平滑后的偽距觀測值；3）按偽距差分方法解算流動站坐標并進行精度評定。14、 傳統(tǒng)RTK技術有哪些局限性 ？測量范圍的局限通信數(shù)據(jù)鏈作用距離的局限模糊度求解的局限基準站移動頻繁15、CORS 系統(tǒng)的測量方式如何？1）固定參考站不直接向移動用戶發(fā)送任何改正信息，而是將所有的原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊 線發(fā)給控制中心。2）移動用戶在工作前，向控制中心發(fā)送一個概略坐標；3）控制中心根據(jù)用戶概略位置，由數(shù)據(jù)處理中心自動選擇最佳的一組固定基準站，根據(jù)這些站發(fā)來的信息，整體進行 GPS測量誤差改正；4）將高精度的差分信號

23、發(fā)給移動站；5）移動站利用差分信息及本站觀測值進行定位。16、CORS系統(tǒng)有哪些類型 ？單基站托管型網(wǎng)絡 CORS 單基站網(wǎng)絡CORS 多基站網(wǎng)絡 CORS 第五章1、GPS測量中的誤差分為哪幾類？可以分為四大類：與衛(wèi)星有關的誤差，如衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對論效應等；與傳 播路徑有關的誤差， 如大氣延遲誤差、多路徑效應等；與接收設備有關的誤差，如接收機鐘 誤差、天線高的量取誤差等；其它誤差，如地球自轉等。2、 什么叫星歷誤差？它有何影響規(guī)律？可采用哪些方法肖U弱？ 星歷誤差：由星歷計算的衛(wèi)星位置與其實際位置之差，稱為衛(wèi)星星歷誤差影響：基線的精度與星歷精度成正比，星歷精度越高則相對定位精度

24、越好。削弱星歷誤差的途徑：建立獨立的跟蹤網(wǎng)采用軌道松弛法同步觀測值求差忽略軌道誤差3、衛(wèi)星鐘誤差的改正模型是什么？削弱其影響的方法主要是什么？ 衛(wèi)星鐘的這種偏差，可用如下的二階多項式進行改正、：tao ' ai（t t°c） * a2（t t°c）（5.GPS測量工作包括哪幾個階段？其總的原則是什么？其技術設計的主要內容是什么？ 方案設計階段外業(yè)實施階段內業(yè)數(shù)據(jù)處理階段總的原則是，在滿足用戶要求的情足下，盡可能地減少經(jīng)費、時間和人力的消耗。主要內容包括網(wǎng)的基準設計，網(wǎng)的圖形設計和精度指標的確定。 什么叫GPS網(wǎng)的基準設計？GPS網(wǎng)的基準包括哪些？GPS網(wǎng)的基準設計：

25、GPS網(wǎng)的技術設計時，必須明確 GPS成果所采用的坐標系統(tǒng)和起算數(shù) 據(jù)，即明確GPS網(wǎng)所采用的基準。我們將這項工作稱之為GPS網(wǎng)的基準設計GPS網(wǎng)的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準 GPS網(wǎng)圖形設計的一般原則是什么？對于三角形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)和星形網(wǎng)各有何優(yōu)缺點？適 用于何種情況？原則： GPS網(wǎng)點應考慮與水準點相重合，而非重合點一般應根據(jù)要求以水準測量方法（或相當精度的方法）進行聯(lián)測，或在網(wǎng)中布設一定密度的水準聯(lián)測點，以便為大地水準 面的研究提供資料。為了便于觀測和水準聯(lián)測，GPS網(wǎng)點一般應設在視野開闊和容易到達的地方（1）GPS網(wǎng)內點與點之間雖不要求通視，但考慮到常規(guī)測量時加密是需要，每個點

26、應該有）經(jīng)此改正后，各衛(wèi)星鐘之間的同步誤差可保持在20ns以內，由此引起的等效距離誤差不會超過6m。衛(wèi)星鐘鐘差及其經(jīng)改正后的殘余誤差，若在接收機間對同一衛(wèi)星的同步觀測值求 差，則可得到進一步削弱。4、相對論效應是如何克服的？克服相對論效應的簡單方法是，在廠家在制造衛(wèi)星鐘時預先將頻率降低4.449X 10-10f,這樣當衛(wèi)星鐘進入軌道受到相對論效應的影響后，其頻率正好變?yōu)闃藴暑l率5、什么叫大氣折射？兩測站同步觀測值求差或采用雙頻組合觀測值是否能削弱對流層、電 離層延遲的影響？大氣折射：對于GPS而言，衛(wèi)星的電磁波信號從信號發(fā)射天線傳播到地面GPS接收機天線，其傳播路徑并非真空，而是要穿過性質與狀

27、態(tài)各異、且不穩(wěn)定的大氣層，使其傳 播的方向、速度和強度發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為大氣折射。6、什么叫多路徑效應？克服多路徑效應的措施主要有哪些？多路徑效應：在GPS測量中，如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號（反射波）進入接收 機天線，這就將和直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測值 偏離真值產(chǎn)生所謂的多路徑誤差。措施:解決多路徑效應的最好方法在于采取預防措施，如選擇合適的站址、采用性能良好的天線、改善接收機的設計等。 為了削弱多路徑效應的影響，一般采用性能良好的微帶天線，并在天線底部安置抑徑板7、與接收設備有關的誤差有哪些？與接收機有關的誤差，包括觀測誤差、接收機鐘誤差、天線相位中心位

28、置誤差、接收機位置 誤差、天線高量取誤差等一個以上的通視方向。（2）GPS網(wǎng)一般應通過獨立觀測邊構成閉合圖形，例如三角形、多邊形或附合線路，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性）（3） GPS網(wǎng)點應盡量與原有地面控制網(wǎng)點相重合。重合點一般不應少于 3個（不足時應聯(lián)測）且在網(wǎng)中應分布均勻，以便可靠地確定GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉換參數(shù)（4）GPS網(wǎng)點應考慮與水準點相重合，以便為大地水準面的研究提供資料。優(yōu)缺點：三角形網(wǎng)主要缺點是觀測工作量較大，尤其當接收機的數(shù)量較少時，將使觀測工作的總時間大為延長。優(yōu)點這種圖形的幾何結構強，具有良好的自檢能力，能夠有效 的發(fā)現(xiàn)觀測成果的粗差，以保障網(wǎng)的可靠性。同時經(jīng)平差

29、后網(wǎng)中相鄰點間基線向量 的精度分布均勻。環(huán)形網(wǎng)的優(yōu)點是觀測工作量較小，且具有較好的自檢性和可靠性，其缺點主要是非直接觀星形網(wǎng)是觀測的基線邊（或間接邊）精度較直接觀測邊低，相鄰點間的基線精度分布不均 勻星形網(wǎng)主要優(yōu)點，是觀測中只需要兩臺GPS接收機，作業(yè)簡單。缺點星形網(wǎng)的幾何圖形簡單，但其直接觀測邊之間不構成任何閉合圖形，所以其檢驗與發(fā)現(xiàn)粗差的能力差。使用情況：三角網(wǎng)：當網(wǎng)的可靠性和精度要求較高時，才單獨采用這種圖形。適用于狹長地區(qū)，如鐵路，公路管線工程勘測 環(huán)形網(wǎng)：適用于精度較低的 GPS布網(wǎng) 星形網(wǎng)：工程測量、邊界測量、地籍測量和碎部測量等。4、GPS測量選點工作應遵循的原則是什么？選點工作

30、結束后應提交的技術資料主要包括 哪些？原則：觀測站（即接收天線安置點）應遠離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線，以避免其 周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的干擾。接收機天線與其距離一般不得小于200m觀測站附近不應有大面積的水域或對電磁波反射（或吸收）強烈的物體，以減弱多路徑效應的影響；觀測站應設在易于安置接收設備的地方，且視場開闊。在視場內周圍障礙物的高度角，根據(jù)情況一般不應大于 10°15° ，以減弱多路徑效應的影響；觀測站應選在交通方便的地方，并且便于用其它測量手段聯(lián)測和擴展。對于基線較長的 GPS網(wǎng)，還應考慮觀測站附近具有良好的通訊設施（電話與電報、郵電）和電力供應，以供觀測

31、站之間的聯(lián)絡和設備用電。點位選定后（包括方位點），均應按規(guī)定繪制 點之記，其主要內容包括點位及點位略 圖，點位的交通情況以及選點情況等。技術資料：點之記及點的 環(huán)視圖； GPS網(wǎng)選點圖；選點工作技術總結。5、在GPS測量中，天線的安置工作應滿足哪些要求？在外業(yè)觀測工作中，操作人員應注 意哪些事項？對于觀測記錄，有何要求？天線安置要求：靜態(tài)相對定位時， 天線應盡可能利用三腳架，并安置在標志中心的上方直接對中觀測。在特殊情況下，方可進行偏心觀測，但歸心元素應以解析法精 密測定。當天線需安置在三角點覘標的基板上時，應先將覘標頂部拆除，以防止對 信號的干擾。這時可將標石中心投影到基板上作為安置天線的依

32、據(jù)。天線底板上的圓水準器氣泡必須居中。天線的定向標志線應指向正北，并顧及當?shù)卮牌怯绊?，以減弱相位中心偏差的影響。定向的誤差以定位的精度不同而異，一般應不超過3°5°。雷雨天氣安置天線時，應注意將其底盤接地，以防止雷擊。天線安置后， 應在各觀測時段的前后各量測天線高一次。兩次量測結果之差不應超過3mm，并取其均值采用注意以下事項： 當確認外接電源電纜及天線等各項聯(lián)結完全無誤后，方可接通電源， 啟動接收機。 開機后接收機的有關指示和儀表數(shù)據(jù)顯示正常時， 方能進行自測 試和輸入有關測站和時段控制信息。 接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后， 用戶應注 意查看有關接收衛(wèi)星數(shù)量、 衛(wèi)星號、 相位

33、測量殘差、 實時定位結果及其變化、 存儲介質記錄等情況。 在觀測過程中， 接收機不得關閉并重新啟動； 不 準改變衛(wèi)星高度角的限值， 不準改變天線高。 每一觀測時段中， 氣象資料 一般應在時段始末及中間各觀測記錄一次，當時段較長時（如超過 60 分 ）應適當增加觀測次數(shù)。 觀測站的全部預定作業(yè)項目，經(jīng)檢查均巳按規(guī)定 完成，且記錄與資料均完整無誤后方可遷站。記錄要求： 1）觀測前和觀測過程中應按要求及時填寫各項內容，書寫要認真細致，字跡清晰、工整、美觀。2）各項觀測記錄一律使用鉛筆，不得開刀和涂改，不得轉抄和追記，如有讀、 記錯誤，可整齊劃掉，將正確數(shù)據(jù)寫在上面并注明原因。其中天線高，氣象讀 數(shù)等

34、原始記錄不得連環(huán)涂改。3）手簿整飾，存儲介質注記和各種計算一律使用藍黑墨水書寫。4） 外業(yè)觀測中接收機內存儲介質上的數(shù)據(jù)文件應及時拷貝成一式兩份，并在外 存儲介質外面適當處制貼標簽，注明網(wǎng)區(qū)名、點名、點號、觀測單元號、時段 號、文件名、采集日期、測量手簿編號等。兩份存儲介質應分別保存在專人保 管的防水、防靜電的資料箱內。5）接收機內存數(shù)據(jù)文件卸到外存介質上時，不得進行任何剔除、刪改和編輯。6）測量手簿應事先連續(xù)編印頁碼并裝訂成冊，不得缺隕。7）其他記錄，亦應分別裝訂成冊。6、什么叫 GPS 相對定位的作業(yè)模式？對于靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準動態(tài)相 對定位和動態(tài)相對定位等作業(yè)模式，其作業(yè)

35、方法、精度、特點和適用范圍分別如何？所謂GPS相對定位的作業(yè)模式：亦即利用GPS確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式7、重復邊檢核、同步環(huán)閉合差檢核和異步環(huán)閉合差檢核是如何進行的（掌握計算方法）？8、數(shù)據(jù)預處理的主要目的？包括哪些內容？目的： 預處理的主要目的，是對原始觀測數(shù)據(jù)進行編輯、 加工與整理， 分流出各種專用的信 息文件，為進一步的平差計算做準備。內容：觀測數(shù)據(jù)的平滑、濾波統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式 衛(wèi)星軌道的際準化。探測周跳、修復載波相位觀測值對觀測值進行各項必些的改正。9、GPS 網(wǎng)平差計算的主要內容是什么？同步觀測的基線邊平差 GPS網(wǎng)平差坐標系統(tǒng)的轉換或與地面網(wǎng)的聯(lián)合平差10、GPS

36、測量任務完成后，上交資料的內容一般應包括哪些？測量任務書與技術設計； GPS網(wǎng)展點；觀測站的點之記，環(huán)視圖衛(wèi)星可見性圖，預報表及觀測計劃外業(yè)觀測記錄，測量手薄及其它記錄 （如歸心元素 ）接收設備及氣象儀器等的檢驗資料外業(yè)觀測數(shù)據(jù)則質量評價和外業(yè)檢核資料；數(shù)據(jù)處理資料和成果表 技術總結與成果驗收報告。什么是相對論效應 ?相對論效應是由于衛(wèi)星鐘和接收機鐘所處的狀態(tài)接收機鐘之間產(chǎn)生相對鐘誤差的現(xiàn)象運動速度和重力位） 不同而引起衛(wèi)星鐘和1、GPS系統(tǒng)包括三大部分： 空間部分 GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)； 用戶部分 GPS 接收機。2、 GPS系統(tǒng)的空間部分由 21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星

37、組成，它們均勻分布在6個近似 圓形軌道上。3、GPS 工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。4、GPS 衛(wèi)星位置采用 WGS-84 大地坐標系。5、 GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星鐘和接收機鐘均采用穩(wěn)定而連續(xù)的GPS時間系統(tǒng)。6、 GPS 衛(wèi)星星歷分為預報星歷 （廣播星歷 ）和后處理星歷（精密星歷） 。7、GPS 接收機依據(jù)其用途可分為：導航型接收機、測地（量）型接收機和授時型接收機。8、在 GPS 定位工作中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引 起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法累積計數(shù)，這種現(xiàn)象稱為整周跳變（周跳）9、根據(jù)不同的用途， GPS 網(wǎng)的圖形布設

38、通常有：點連式、邊連式、網(wǎng)連式和邊點混合連接四種基本方式。選擇什么樣的組網(wǎng)，取決于工程所要求的精度、野外條件及GPS 接收機臺數(shù)等因素。10、 衛(wèi)星定位中常采用空間直角坐標系及其相應的大地坐標系，一般取地球質心為坐標系原 點。11、 我國目前常采用的兩個國家坐標系是1954年北京坐標系和 1980年國家大地坐標系。 12、 GPS 接收機的天線類型主要有：單板天線；四螺旋形天線；微帶天線和錐形天線。13、GPS 接收機主要由 GPS 接收機天線單元、 GPS 接收機主機單元和電源三部分組成。14、單站差分按基準站發(fā)送信息的方式來分，可分為、位置差分偽距差分和載波相位差 分。15、與信號傳播有關

39、的誤差有電離層折射誤差、對流層折射誤差及多路徑效應誤差。16、GPS 的數(shù)據(jù)處理基本流程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預處理、基線結算、GPS 網(wǎng)平差。17、GPS衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。18、 對于N臺GPS接收機構成的同步觀測環(huán)， 有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為 N-119、 雙頻接收機可以同時接收L1 和 L2 信號，利用雙頻技術可以消除或減弱對流層折射對 觀測量的影響，所以定位精度較高，基線長度不受限制，所以作業(yè)效率較高。20、衛(wèi)星導航分為：單點動態(tài)定位、實時差分動態(tài)定位和后處理差分動態(tài)定位。二 、名詞解釋1. 偽距：就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達

40、GPS接收機的傳播時間乘以光速所得出的量側距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機鐘的誤差以及信號經(jīng)過電離層和對流層的延遲，量側距離的距 離與衛(wèi)星到接收機的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側距離的偽距。2. GPS相對定位：是至少用兩臺GPS接收機，同步觀測相同的 GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機天線之間的相對位置。3. 觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段稱為觀測時段，簡 稱時段。4. 衛(wèi)星無攝運動：僅考慮地球質心引力作用的衛(wèi)星運動5. 靜態(tài)定位：指的是對于固定不動的待定點，將 gps 接收機安置于其上，觀測數(shù)分鐘乃至 更長的時間，以確定該點的三維坐標。6. WGS-84 大地坐標系： 原

41、點位于地球質心， Z 軸指向 BIH1984.0 定義的協(xié)議地球極 （CTP） 方向，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面和 CTP赤道的交點，Y軸與Z、X軸構成右手 坐標系。7. GPS 絕對定位 :也叫單點定位，即利用 GPS 衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值直接確 定用戶接收機天線在 WGS-84 坐標系中相對坐標系原點的決對位置 .8. 廣域差分 :基本思想是對 GPS 觀測量的誤差源加以區(qū)分，并單獨對每一種誤差源分別加以“模型化”，然后將計算的每一種誤差源的數(shù)值， 通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶， 以對用戶 GPS 定位誤差加以改正，達到削弱這些誤差源，改善用戶GPS 定位精度的目的。 。

42、9. 同步觀測 :同步觀測是指兩臺或兩臺以上接收機同時對一組衛(wèi)星進行的觀測.10. 異步觀測環(huán) :在構成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量， 則該改多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)。11. 整周跳變：在定位過程中，衛(wèi)星信號可能被暫時阻擋，或受外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟 蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法累計計數(shù)，出現(xiàn)信號失鎖，使其后的相位觀測值均含有同樣 的整周誤差，這種現(xiàn)象叫整周跳變，簡稱周跳。12. 導航電文：用戶用來定位和導航的數(shù)據(jù)基礎，包括衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離層延時改 正、工作狀態(tài)信息以及 C/A 碼轉換到捕獲 P 碼的信息13. 衛(wèi)星星歷及其作用？ 衛(wèi)星星歷就是一組對應某一時刻的軌

43、道參數(shù)及其變率。有了衛(wèi)星星歷就可以計算出任意 時刻的衛(wèi)星位置及其速度。三 、簡答1. 簡述 GPS 系統(tǒng)的特點1） 定位精度高 2） 觀測時間短 3） 測站間無需通視 4） 可提供三維坐標5）操作簡便 6） 全天候作業(yè) 7） 功能多，應用廣 2簡述無攝運動中開普勒軌道參數(shù)。軌道橢圓的長半徑； （ a） 軌道橢圓偏心率（ e） 衛(wèi)星的真近點角； （V） 升交點赤 經(jīng)；（Q）軌道面傾角；（i）近地點角距。（3 ）3. 減弱電離層影響的措施利用雙頻觀測 ; 利用電離層改正模型加以改正 ; 利用同步觀測值求差4. 簡述接收機的主要任務當 GPS 衛(wèi)星在用戶視界升起時， 接收機能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截

44、止角所選擇的待 測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運行；對所接收到的 GPS 信號，具有變換、放大和處理的 功能；測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。5、試說明載波相位觀測值的組成部分。完整的載波相位觀測值是由三部分組成的：即載波相位在起始時刻沿傳播路徑延遲的整周數(shù)N。，和從某一起始時刻至觀測時刻之間載波相位變化的整周數(shù)Int （0）,以及接收機所能測定的載波相位差非整周的小數(shù)部分Fr （ 0 ）6按不同分類標準按不同分類標準GPS定位可分為那些定位可分為那些？按測距原理：偽距法定位,載波相位定位,差分 GPS 定位 按待定點運動狀態(tài)：靜態(tài)定位,動態(tài)定位7. GPS測量與衛(wèi)星、信號傳播、接收機