GPS測(cè)量原理及應(yīng)用復(fù)習(xí)資料

1、GPS測(cè)量原理及應(yīng)用武大第三版，復(fù)習(xí)資料第一章緒論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 一一地面監(jiān)控系統(tǒng)， 用戶設(shè)備部分一一GPS信號(hào)接收機(jī)。2 .GPS衛(wèi)星星座部分：由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成 GPS衛(wèi)星星座，記作（21+3） GPS星座。24顆在軌衛(wèi)星均勻分布在 6個(gè)軌道平面內(nèi)，軌道傾角為 55 °各個(gè)軌道平面之間 相距 60°。在地球表面上任何地點(diǎn)任何時(shí)刻，在高度角15°以上，平均可同時(shí)觀測(cè)到 6 顆衛(wèi)星，最多可達(dá) 9 顆衛(wèi)星。3. GPS衛(wèi)星的作用：第一，用 L波段的兩個(gè)無(wú)線載波向廣大用戶連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航定位信

2、號(hào)。第二，在衛(wèi)星飛越注入站上空時(shí)， 接收由地面注入站用 S波段發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和 其他有關(guān)信息，并通過(guò)GPS信號(hào)電路，適時(shí)地發(fā)送給廣大用戶。第三，接收地面主控站通過(guò)注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令，適時(shí)地改正運(yùn)行偏差或啟用備用時(shí)鐘等。4. 地面監(jiān)控系統(tǒng)： 1 個(gè)主控站（美國(guó)科羅拉多） 3 個(gè)注入站（阿森松島 ,迪哥加西亞島，卡瓦 加蘭） 5 個(gè)監(jiān)控站（ 1+3+夏威夷）5. GPS信號(hào)接收機(jī)的任務(wù)是：能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星的信號(hào)，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行，對(duì)所接收到的GPS信號(hào)進(jìn)行變換、放大和處理，以便測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航

3、電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。6. GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)：定位精度高，觀測(cè)時(shí)間短，測(cè)站間無(wú)需通視，可提供三維坐標(biāo)，操作簡(jiǎn) 便，全天候作業(yè)，功能多，應(yīng)用廣。7. GPS系統(tǒng)的應(yīng)用前景：用于建立高精度的國(guó)家性大地測(cè)量控制網(wǎng)，測(cè)定全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù) 用于建立陸地海洋大地測(cè)量基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度的海島陸地聯(lián)測(cè)以及海洋測(cè)繪 用于監(jiān)測(cè)地球板塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼形變 用于工程測(cè)量，成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要 手段 用于測(cè)定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置.8. 我國(guó)的GPS定位技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展情況：在大地測(cè)量方面，利用GPS技術(shù)開(kāi)展國(guó)際聯(lián)測(cè)，建立全球性大地控制網(wǎng)， 提供高精度的地心坐標(biāo)， 測(cè)定和

4、精化大地水準(zhǔn)面； 在工程測(cè)量方面， 應(yīng)用GPS靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，布設(shè)精密工程控制網(wǎng)，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測(cè)、 大壩變形監(jiān)測(cè)、 高層建筑變形監(jiān)測(cè)、 隧道貫通測(cè)量等精密工程；在航空攝影測(cè)量方面， 我國(guó) 測(cè)繪工作者也應(yīng)用 GPS技術(shù)進(jìn)行航測(cè)外業(yè)控制測(cè)量、航攝飛行導(dǎo)航、機(jī)載GPS航測(cè)等航測(cè)成圖的各個(gè)階段；在地球動(dòng)力學(xué)方面，GPS技術(shù)用于全球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和區(qū)域板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)； 此外，GPS技術(shù)還用于海洋測(cè)量、水下地形測(cè)繪、軍事國(guó)防、智能交通、郵電通信、地礦、 煤礦、石油、建筑以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、金融、公安等部門(mén)和行業(yè)。第二章坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)1 、天球：指以地球質(zhì)心為中心，半徑 r

5、 為任意長(zhǎng)度的一個(gè)假想球體，為建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)， 必須確定球面上的一些參考點(diǎn)、線、面和圈。天球坐標(biāo)系2 、天球坐標(biāo)系：以天球及天球上的點(diǎn)線圈為基礎(chǔ)所建立的坐標(biāo)系。3、天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)：春分點(diǎn)；天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面：天球赤道面。4、天球坐標(biāo)系的特點(diǎn)：與地球自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，用于描述衛(wèi)星的運(yùn)行位置和狀態(tài)。5、分類(lèi)三種：瞬時(shí)真天球坐標(biāo)系，瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系，協(xié)議天球坐標(biāo)系；6、分類(lèi)三種關(guān)系：協(xié)議天球坐標(biāo)系 歲差瞬時(shí)平天球坐標(biāo)系 章動(dòng)瞬時(shí)真天球 坐標(biāo)系。地球坐標(biāo)系7、地球坐標(biāo)系：以地球及地球上的點(diǎn)線圈為基礎(chǔ)所建立的坐標(biāo)系8、地球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)面：地球赤道面；地球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)：地球赤道面和格林尼治時(shí)間 子午面的交

6、點(diǎn)。9、地球坐標(biāo)系的特點(diǎn)：隨同地球自轉(zhuǎn)，用于描述地面觀測(cè)站的位置。10、分類(lèi)兩種：瞬時(shí)地球坐標(biāo)系，協(xié)議地球坐標(biāo)系。11、分類(lèi)兩種關(guān)系：協(xié)議地球坐標(biāo)系極移 瞬時(shí)地球坐標(biāo)系。站心坐標(biāo)系12、站心坐標(biāo)系：以測(cè)站及測(cè)站上的點(diǎn)線圈為基礎(chǔ)建立的坐標(biāo)系。13、站心坐標(biāo)系特點(diǎn)：隨同地球自轉(zhuǎn)， 用于描述地面觀測(cè)站與衛(wèi)星的關(guān)系、 衛(wèi)星在空中的分 布情況。14、分類(lèi)兩種：站心地平直角坐標(biāo)系，站心極坐標(biāo)系。15. 完全定義一個(gè)空間直角坐標(biāo)系必須明確： 坐標(biāo)原點(diǎn)位置 三個(gè)坐標(biāo)軸的指向 長(zhǎng)度 單位.16. 參心坐標(biāo)系和質(zhì)心坐標(biāo)系的定義：參心是橢球的幾何中心，質(zhì)心是橢球的質(zhì)量中心17. 歲差：春分點(diǎn)除因地球自轉(zhuǎn)軸方向改變引

7、起的變化外還因黃道的緩慢變化而變化18. 章動(dòng)：地球瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸在慣性空間不斷改變方向的周期性運(yùn)動(dòng)。19. 我國(guó)目前常用的兩個(gè)國(guó)家大地坐標(biāo)系統(tǒng)： 1954 年北京坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系） 1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系，大地原點(diǎn)設(shè)在我國(guó)西部 陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)）20、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法：七參數(shù)法（ 3 個(gè)平移參數(shù)， 3 個(gè)旋轉(zhuǎn)參數(shù)， 1 個(gè)尺度參數(shù)） ；多項(xiàng)式擬合 法。21、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：協(xié)議地球坐標(biāo)系 極移改正 瞬時(shí)極地球坐標(biāo)系 旋轉(zhuǎn)時(shí)角 真天球坐標(biāo)系 歲差平天球坐標(biāo)系 章動(dòng) 協(xié)議天球坐標(biāo)系22、長(zhǎng)時(shí)間計(jì)時(shí)方法：陽(yáng)歷（儒略歷，格里歷） ，陰歷，陰陽(yáng)歷；儒略日，簡(jiǎn)化儒略日，GPS周（GPS系統(tǒng)中使用的連

8、續(xù)計(jì)時(shí)法）23、GPS衛(wèi)星位置采用WGS-84大地坐標(biāo)系。24、 GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘均采用穩(wěn)定而連續(xù)的GPS時(shí)間系統(tǒng)。第三章衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)及 GPS衛(wèi)星星歷1. 二體問(wèn)題：忽略所有的攝動(dòng)力，僅考慮地球質(zhì)心引力研究衛(wèi)星相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)，在天 體力學(xué)中，稱之為二體問(wèn)題。2衛(wèi)星的無(wú)攝運(yùn)動(dòng)（二體運(yùn)動(dòng)） ：只考慮地球質(zhì)心引力作用的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)。 衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)：在考慮中心引力的同時(shí)，考慮攝動(dòng)力的影響來(lái)研究地球的運(yùn)動(dòng)。3. 中心引力：質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的引力。4. 開(kāi)普勒軌道六參數(shù)（軌道根數(shù)a, e, V, Q, i, co） 長(zhǎng)半徑 a 扁心率e （或短半徑b） 真近點(diǎn)角V （在軌道平面上衛(wèi)

9、星與近地點(diǎn)之間的地心角距） 升交點(diǎn)半徑Q （在赤道面上，升交點(diǎn) N與春分點(diǎn)丫之間的地心夾角） 軌道面傾角 ?（衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角） 近地點(diǎn)角距o （在軌道平面上近地點(diǎn) A與升交點(diǎn)N之間的地心角距）5. 開(kāi)普勒三定律： 軌道定律：衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓,該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)與地球質(zhì)心重合。 面積定律：在相同時(shí)間內(nèi)所掃過(guò)的面積相等。 周期定律：運(yùn)動(dòng)周期的平方與軌道橢圓長(zhǎng)半軸的立方之比是一個(gè)常數(shù)。6. 衛(wèi)星星歷：描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道的信息。有了衛(wèi)星星歷就可以計(jì)算出任意時(shí)刻的衛(wèi)星位置 及其速度。7. GPS衛(wèi)星星歷的分類(lèi)： 預(yù)報(bào)星歷 （廣播星歷 ） ：用戶接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)射的含有軌道信息的導(dǎo)

10、航電文，經(jīng)過(guò)解碼器便可獲得所需的預(yù)報(bào)星歷。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)時(shí) 缺點(diǎn)：精度低 內(nèi)容：瞬間開(kāi)普勒六參數(shù)等共 17 個(gè)參數(shù)。 通用數(shù)據(jù)格式：偽隨機(jī)編號(hào)，年，月，日，時(shí)，分，秒， 后處理星歷：是一些國(guó)家某些部門(mén)，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤站所獲得的對(duì)GPS衛(wèi)星的精密觀測(cè)資料， 應(yīng)用與確定廣播星歷相似的方法而計(jì)算的衛(wèi)星星歷。 （包括 精密星歷、 快速 星歷、超快速星歷）優(yōu)點(diǎn)：軌道參數(shù)準(zhǔn)確 缺點(diǎn)：不能做到實(shí)時(shí)第四章GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)1、 GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)包括：測(cè)距碼（P碼，C/A碼）；數(shù)據(jù)碼（導(dǎo)航電文， D碼）；載波（L1, L2 載波）。GPS衛(wèi)星信號(hào)是GPS衛(wèi)星向廣大用戶發(fā)送的用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波導(dǎo)航電文

11、 導(dǎo)航電文（衛(wèi)星電文、數(shù)據(jù)碼/D碼）：GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來(lái)定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)。 導(dǎo)航電文主要包括：衛(wèi)星星歷，時(shí)鐘改正，電離層時(shí)延延正，工作狀態(tài)信息以及C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕獲 P 碼的信息。 衛(wèi)星星歷每小時(shí)更新一次， 12.5min 播完一次。測(cè)距碼 C/A 碼（粗碼）：用于分址，搜捕衛(wèi)星，粗測(cè)距，民用碼，僅 L1 調(diào)制。 P碼（精碼）：用于分址，精密測(cè)距，為軍用碼，L1、L2測(cè)距。載波 L1、L2載波 作用：加載低頻信號(hào)（難以傳輸） 、測(cè)距。2、碼：表達(dá)信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合。3、 碼元：碼組合中的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)均稱為碼元，單位是bit4、 碼長(zhǎng)：一個(gè)周期內(nèi)碼元的最大個(gè)數(shù)，以Nu 表

12、示。5、調(diào)制：將頻率較低的信號(hào)加載在頻率較高的載波上的過(guò)程稱為調(diào)制。6、GPS接收機(jī)的分類(lèi)： 按用途：導(dǎo)航型、測(cè)地型、授時(shí)型接收機(jī) 按載波頻率：?jiǎn)晤l和雙頻接收機(jī) 按通道數(shù)：多通道、序貫通道、多路多用通道接收機(jī) 按工作原理：碼相關(guān)型、平方型、混合型、干涉型接收機(jī)7、GPS接收機(jī)的組成：由 GPS接收機(jī)天線單元，GPS接收機(jī)天線主機(jī)單元和電源三部分組 成。第五章GPS衛(wèi)星定位基本原理1、 GPS定位基本原理： 根據(jù)地面已知點(diǎn)坐標(biāo)，用空間前方交會(huì)求出衛(wèi)星在軌位置; 根據(jù)空中衛(wèi)星的已知坐標(biāo)，用空間后方交會(huì)的方法求出測(cè)站點(diǎn)的位置。2、定位類(lèi)型：根據(jù)所用觀測(cè)值： 偽距定位 載波相對(duì)定位 根據(jù)定位模式： 絕

13、對(duì)定位（單點(diǎn)定位） 相對(duì)定位（差分定位） 根據(jù)獲取定位結(jié)果的時(shí)間： 實(shí)時(shí)定位 事后定位根據(jù)接收機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)： 靜態(tài)定位 動(dòng)態(tài)定位2靜態(tài)定位：指的是對(duì)于固定不動(dòng)的待定點(diǎn)，將GPS接收機(jī)安置于其上，觀測(cè)數(shù)分鐘乃至更長(zhǎng)的時(shí)間，以確定該點(diǎn)的三維坐標(biāo)，也叫絕對(duì)定位。3相對(duì)定位：若以兩臺(tái)GPS接收機(jī)分別置于兩個(gè)固定不變的待定點(diǎn)上，則通過(guò)一定時(shí)間的觀測(cè)，可以確定兩個(gè)待定點(diǎn)之間的相對(duì)位置。4動(dòng)態(tài)定位：至少有一臺(tái)接收機(jī)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 測(cè)定的是各觀測(cè)時(shí)刻運(yùn)動(dòng)中的接收機(jī)的點(diǎn)位。5依據(jù)GPS測(cè)距的原理，其定位原理與方法主要有 偽距法定位 載波相位測(cè)量定位 差分GPS定位等6偽距法定位：由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測(cè)出得到

14、四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距以及已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會(huì)的方法求定接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。所測(cè)偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá) GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得出的量測(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī) 鐘的誤差以及無(wú)線電信號(hào)經(jīng)過(guò)電離層和對(duì)流層中的延遲， 實(shí)際測(cè)出的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的 幾何距離有一定的差值，因此一般稱量測(cè)的距離為偽距。7偽距法距離測(cè)量的原理：GPS衛(wèi)星依據(jù)自己的時(shí)鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測(cè)距碼，該測(cè)距碼經(jīng)過(guò)T時(shí)間的傳播后到達(dá)接收機(jī)。接收機(jī)在自己的時(shí)鐘控制下產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同的測(cè)距碼一復(fù)制碼，并通過(guò)時(shí)延器使其延遲時(shí)間 t 將這兩組測(cè)距碼進(jìn)行相關(guān)處理，若自相關(guān)系數(shù) R（ t ） 工1則繼

15、續(xù)調(diào)整延遲時(shí)間 t直至自相關(guān)系數(shù) R （t） =1為止。8重建載波：在GPS信號(hào)中由于已用相位調(diào)整的方法在載波上調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，因而接收到的載波的相位已不再連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測(cè)量以前，首先要進(jìn)行解調(diào)工作， 設(shè)法將調(diào)制在載波上的測(cè)距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波，這一工作稱為重建載波。9載波相位測(cè)量原理：載波相位測(cè)量的觀測(cè)值是 GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號(hào)與接收機(jī) 本振參考信號(hào)的相位數(shù)。10. 整周模糊度（整周未知數(shù)）的確定：偽距法 將整周未知數(shù)當(dāng)作平差中的待定參數(shù)一經(jīng)典方法 多普勒法（三差法） 快速確定整周未知數(shù)。 整周模糊度：載波在空間傳輸?shù)恼芷跀?shù)，無(wú)法通過(guò)觀測(cè)獲得的未知

16、數(shù)。11整周跳變：在跟蹤過(guò)程中，由于某種原因造成衛(wèi)星信號(hào)失鎖，計(jì)數(shù)器無(wú)法連續(xù)計(jì)數(shù)。當(dāng) 信號(hào)重新被跟蹤后， 整周計(jì)數(shù)就不正確， 但是不到一個(gè)整周的相位觀測(cè)值仍是正確的， 這種 現(xiàn)象成為整周跳變。周跳產(chǎn)生的原因： 建筑物或樹(shù)木等障礙物的遮擋； 電離層電子活動(dòng)劇烈； 多路徑效應(yīng)的影響； 衛(wèi)星信噪比太低；接收機(jī)的高動(dòng)態(tài)；接收機(jī)設(shè)置軟件的不周全。12整周跳變的探測(cè)與修復(fù)常用的方法：屏幕掃描法、用高次差或多項(xiàng)式擬合法、在衛(wèi)星間 求差法、用雙頻觀測(cè)值修復(fù)周跳、根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變。13. GPS絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）：利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測(cè)值直接確定用戶 接收機(jī)天線在 WGS8

17、4 坐標(biāo)系中相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn) 地球質(zhì)心的絕對(duì)位置。 靜態(tài)絕對(duì)定位： 接收機(jī)天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下，確定觀測(cè)站坐標(biāo)的方法。 動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位：接收機(jī)天線處于 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（或靜止時(shí)間較短）14. GPS相對(duì)定位：是至少兩臺(tái) GPS接收機(jī)，同步觀測(cè)相同的 GPS衛(wèi)星，確定兩臺(tái)接收機(jī)天 線之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差） 。19. 差分GPS定位技術(shù)：是將一臺(tái) GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精 密坐標(biāo)， 計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)， 并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。 用 戶接收機(jī)在進(jìn)行 GPS觀測(cè)的同時(shí)，也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正， 從而提高定位精度。20. 差分GPS可

18、分為單基準(zhǔn)站差分、具有多個(gè)基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分和廣域差分三類(lèi)。21. 單站差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息方式可分為位置差分、偽距差分和載波相位差分 （RTK三種。位置差分的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，適用于各種型號(hào)的GPS接收機(jī)；缺點(diǎn)是基準(zhǔn)站和用戶必須觀測(cè)同一組衛(wèi)星。 偽距差分原理的優(yōu)點(diǎn)是基準(zhǔn)站提供所有衛(wèi)星的改正數(shù)，用戶接收機(jī)觀測(cè)任意4 顆衛(wèi)星，就可以定位；缺點(diǎn)是差分精度隨基準(zhǔn)站到用戶的距離增加而降低。22. 局部區(qū)域差分系統(tǒng)：在局部區(qū)域中應(yīng)用差分GPS技術(shù)，應(yīng)該在區(qū)域中布設(shè)一個(gè)差分GPS網(wǎng)，該網(wǎng)由若干個(gè)差分 GPS基準(zhǔn)站組成，通常還包含一個(gè)或多個(gè)監(jiān)控站，位于該局部區(qū)域 中的用戶根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)站所提供的改正信息，經(jīng)平

19、差后求得自己的改正數(shù)。23. 廣域差分：包括三方面，星歷誤差、大氣延時(shí)誤差和衛(wèi)星鐘差誤差。廣域差分的工作流程：第一，在已知坐標(biāo)的若干監(jiān)測(cè)站上，跟蹤觀測(cè)GPS衛(wèi)星的偽距、相位等信息；第二，將監(jiān)測(cè)站上測(cè)得的偽距、相位和電離層延時(shí)的雙頻量測(cè)結(jié)果全部傳輸?shù)街行恼荆?第三， 中心站在區(qū)域精密定軌計(jì)算的基礎(chǔ)上， 計(jì)算出三項(xiàng)誤差改正；第四， 將這些誤差改正 用數(shù)據(jù)通信鏈傳輸?shù)接脩粽荆?第五， 用戶利用這些誤差改正自己觀測(cè)到的偽距、 相位和星歷 等，計(jì)算出高精度的 GPS 定位結(jié)果。廣域差分的特點(diǎn)：第一，中心站、監(jiān)測(cè)站與用戶站的 站間距離從 1 00千米增加到 2000千米，定位精度不會(huì)出現(xiàn)明顯下降；第二，在

20、大區(qū)域內(nèi)建 立廣域差分網(wǎng)，需要的監(jiān)測(cè)站數(shù)量少，投資自然減少；第三，定位精度均勻分布；第四，覆 蓋區(qū)域可以擴(kuò)展到不易作用的地域； 第五，使用的硬件設(shè)備及通信工具昂貴， 軟件技術(shù)復(fù)雜， 運(yùn)行和維持費(fèi)用較高。24. 多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)：也叫網(wǎng)絡(luò) RTK是對(duì)普通 RTK方法的改進(jìn)。它是一種基于多基準(zhǔn)站 網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)，可克服常規(guī) RTK的缺陷，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離（70-100km）RTK定位。25. RTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法。這是一種新的常用的GPS測(cè)量方法，以前的靜態(tài)、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度，而RTK是能夠在野外應(yīng)用的重大里程碑， 它的出現(xiàn)為工程放樣、地形測(cè)圖，各種控制

21、測(cè)量帶來(lái)了新曙光，極大地 提高了外業(yè)作業(yè)效率。*第六章GPS衛(wèi)星導(dǎo)航1. 導(dǎo)航：確定航行體運(yùn)動(dòng)到什么地方和向何方向運(yùn)動(dòng)的意思。2. 衛(wèi)星導(dǎo)航分為：?jiǎn)吸c(diǎn)動(dòng)態(tài)定位、實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位和后處理差分動(dòng)態(tài)定位。3單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位：用安設(shè)在一個(gè)運(yùn)動(dòng)載體上的 GPS信號(hào)接收機(jī)，自主地測(cè)得該運(yùn)動(dòng)載體的實(shí) 時(shí)位置，從而描繪出該運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)行軌跡，所以單點(diǎn)動(dòng)態(tài)定位又叫絕對(duì)動(dòng)態(tài)定位。4. 實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位：所謂差分動(dòng)態(tài)定位，就是用兩臺(tái)接收機(jī)在兩個(gè)測(cè)站上同時(shí)測(cè)量來(lái)自相 同GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位信號(hào)，用以聯(lián)合測(cè)得動(dòng)態(tài)用戶的精確位置。其中一個(gè)測(cè)站是位于已 知坐標(biāo)點(diǎn)，設(shè)在該已知點(diǎn)（又稱基準(zhǔn)點(diǎn)）的GPS信號(hào)接收機(jī)，叫做基準(zhǔn)接收機(jī)。如

22、果及時(shí)將 GPS 改正值發(fā)送給若干臺(tái)共視衛(wèi)星用戶的動(dòng)態(tài)接收機(jī)，而改正后者所測(cè)得的實(shí)時(shí)位置，便叫做實(shí)時(shí)差分動(dòng)態(tài)定位。差分GPS定位原理： 利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的誤差隨時(shí)間變化緩慢， 而且具有較強(qiáng)的空間相關(guān)性， 從而定位結(jié) 果也是具有一定的空間相關(guān)性。利用基準(zhǔn)站測(cè)定具有空間相關(guān)性的誤差或其對(duì)測(cè)量定位結(jié)果的影響， 供流動(dòng)站改正其觀測(cè)值 或定位結(jié)果。9差分GPS導(dǎo)航： 位置差分法，偽距差分法，相位差分法。單站差分，局部差分，廣域差分近程，中程，遠(yuǎn)程精密單點(diǎn)定位（ PPP）特點(diǎn)： 單臺(tái)接收機(jī)作業(yè)機(jī)動(dòng)靈活； 單點(diǎn)精密定位，節(jié)約成本，提高效率； 不需參考站，定位不受作用距離限制。12.精密單點(diǎn)定位數(shù)據(jù)處理步驟：

23、初始化，進(jìn)行實(shí)時(shí)非差精密單點(diǎn)定位時(shí)，首先利用偽距觀 測(cè)值確定載波相位觀測(cè)值的模糊度； 點(diǎn)位坐標(biāo)解算，按照已知的衛(wèi)星軌道、 衛(wèi)星鐘差， 加入 各項(xiàng)誤差改正，逐歷元進(jìn)行點(diǎn)位坐標(biāo)解算。第七章GPS衛(wèi)星測(cè)量的誤差來(lái)源及影響1. GPS測(cè)量主要誤差分類(lèi)：衛(wèi)星部分：星歷誤差，鐘誤差，相對(duì)論效應(yīng)；信號(hào)傳播：電離層， 對(duì)流層，多路徑效應(yīng)；信號(hào)接收：鐘的誤差，位置誤差，天線相位中心變化；其他影響：地 球潮汐，負(fù)荷潮。與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差：電離層折射誤差、對(duì)流層折射誤差及多路徑效應(yīng)誤差。2電離層延遲：當(dāng) GPS信號(hào)通過(guò)電離層時(shí)，信號(hào)的路徑會(huì)發(fā)生彎曲，傳播速度也發(fā)生變化， 這樣產(chǎn)生的偏差叫電離層折射誤差。減弱電離層

24、影響的措施：利用雙頻組合觀測(cè)值； 利用電離層模型改正。3對(duì)流層折射誤差：GPS信號(hào)通過(guò)對(duì)流層時(shí)，使傳播的路徑發(fā)生彎曲，從而使測(cè)量距離產(chǎn)生偏差， 這種偏差就叫做對(duì)流層折射誤差。 對(duì)流層的折射與地面氣候、大氣壓力、溫度和濕度 有關(guān)，也與信號(hào)高度角有關(guān)。減弱對(duì)流層折射改正殘差影響的措施：采用對(duì)流層模型加以改正； 引入描述對(duì)流層影響的附加待估參數(shù)；利用同步觀測(cè)量求差； 利用水汽輻射計(jì)直接測(cè)定信號(hào)傳播的影響。誤差消除 / 消弱方法：1 、模型改正法2、觀測(cè)值線性組合組合觀測(cè)值：差分觀測(cè)值：?jiǎn)尾?，雙差，三差 星間單差：消除接收機(jī)鐘差 削弱大氣折射，地球潮汐站間單差：消除衛(wèi)星鐘差，相對(duì)論效應(yīng) 削弱星歷誤差，

25、大氣折射歷元間單差：消除整周模糊度 削弱星歷誤差、鐘差、大氣折射和地球潮汐 站星間雙差：消除鐘差、相對(duì)論效應(yīng)削弱星歷誤差，大氣折光差，地球潮汐差：消除。第八章GPS測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)施*1. GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)： GPS測(cè)量規(guī)范和測(cè)量任務(wù)書(shū)。測(cè)量規(guī)范是國(guó)家測(cè)繪管理部門(mén)或行 業(yè)部門(mén)制定的技術(shù)法規(guī)， 測(cè)量任務(wù)書(shū)是測(cè)量施工單位上級(jí)主管部門(mén)或合同甲方下達(dá)的技術(shù)要 求文件。2. GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個(gè)基本概念： 觀測(cè)時(shí)段：測(cè)站上開(kāi)始接收衛(wèi)星信號(hào)到觀測(cè)停止，連續(xù)觀測(cè)的時(shí)段，簡(jiǎn)稱時(shí)段。 同步觀測(cè)：兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)對(duì)同一組衛(wèi)星進(jìn)行的 觀測(cè)。 同步觀測(cè)環(huán)：三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)獲得的基線向量所構(gòu)成

26、的閉合環(huán)，簡(jiǎn)稱同步環(huán)。 獨(dú)立同步環(huán)：由獨(dú)立觀測(cè)所獲得的基線向量構(gòu)成的N臺(tái)GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測(cè)環(huán)，有 J條同步觀測(cè)基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-1.7.非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其他基線叫非獨(dú)立基線，總基線數(shù)和獨(dú)立基線數(shù)之差就是非獨(dú)立基線數(shù)。3. GPS 網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)： 點(diǎn)連式 邊連式 網(wǎng)連式 邊點(diǎn)混合連接式 三角鎖（多邊形）連接 導(dǎo)線網(wǎng)形連接（環(huán)形圖） 星形布設(shè)。 點(diǎn)連式：指相鄰?fù)綀D形之間僅 有一個(gè)公共點(diǎn)的連接。 邊連式：指同步圖形之間由一條公共基線連接。 網(wǎng)連式：指相鄰?fù)綀D形之間有兩個(gè)以上的公共點(diǎn)相連接。 邊點(diǎn)混合連接式： 指把點(diǎn)連式與邊連式有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，組成 GPS網(wǎng)。三角鎖（多邊

27、形）連接：用點(diǎn)連式或邊連式組成連續(xù)發(fā) 展的三角鎖連接圖形。 導(dǎo)線網(wǎng)形連接（環(huán)形圖） ：將同步圖形布設(shè)為直伸狀，形如導(dǎo)線結(jié)構(gòu)式的GPS網(wǎng)，各獨(dú)立邊應(yīng)組成封閉狀，形成非同步圖形。4. 布網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：第一， 每點(diǎn)應(yīng)有一個(gè)以上通視方向； 第二,應(yīng)采用原有城市坐標(biāo)系統(tǒng)；第三，GPS網(wǎng)必須由非同步獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成若干個(gè)閉合環(huán)或附合線路。在進(jìn)行 GPS 外業(yè)工作之前，必須做好實(shí)施前的測(cè)區(qū)踏勘、資料收集、器材籌備、觀測(cè)計(jì)劃 擬定、GPS儀器檢校及設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)等工作。5. 測(cè)區(qū)踏勘：交通情況、植被情況、水系分布情況、控制點(diǎn)分布情況、居民點(diǎn)分布情況、當(dāng) 地風(fēng)俗民情。6. 資料收集：各類(lèi)圖件、各類(lèi)控制點(diǎn)

28、成果、測(cè)區(qū)有關(guān)的地質(zhì)氣象交通通信等方面的資料、城 市及鄉(xiāng)村行政區(qū)劃表。7. 設(shè)備、器材籌備及人員組織：籌備儀器、計(jì)算機(jī)及配套設(shè)備；籌備機(jī)動(dòng)設(shè)備及通信設(shè)備； 籌備施工器材，計(jì)劃油料，材料的消耗；組建施工隊(duì)伍，擬訂施工人員名單及崗位；進(jìn)行詳 細(xì)的投資預(yù)算。8擬訂觀測(cè)計(jì)劃的主要依據(jù)是：GPS網(wǎng)的規(guī)模大??；點(diǎn)位精度要求；GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強(qiáng)度；參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)量；交通、通信及后勤保障。9觀測(cè)計(jì)劃的主要內(nèi)容：編制 GPS衛(wèi)星的可見(jiàn)性預(yù)報(bào)圖；選擇衛(wèi)星的幾何圖形強(qiáng)度；選擇最 佳的觀測(cè)時(shí)段；觀測(cè)區(qū)域的設(shè)計(jì)與劃分；編排作業(yè)調(diào)度表。10. GPS接收機(jī)選型及檢驗(yàn)：用零基線檢驗(yàn)接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平；天線相位中心

29、穩(wěn)定性檢驗(yàn)； GPS接收機(jī)不同測(cè)程精度指標(biāo)的測(cè)試；儀器的高低溫實(shí)驗(yàn)；野外測(cè)試；光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)。11. 技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)編寫(xiě)內(nèi)容：任務(wù)來(lái)源及工作量；測(cè)區(qū)概況；布網(wǎng)方案；選點(diǎn)與埋標(biāo)；觀測(cè)； 數(shù)據(jù)處理；完成任務(wù)的措施。14.GPS 測(cè)量的作業(yè)模式：靜態(tài)相對(duì)定位、快速靜態(tài)相對(duì)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和動(dòng)態(tài)相對(duì) 定位。25. 觀測(cè)成果的外業(yè)檢核內(nèi)容包括：成果是否符合調(diào)度命令和規(guī)范的要求 進(jìn)行的觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析是否符合實(shí)際。第九章GPS測(cè)量數(shù)據(jù)處理1、基線向量解算模型：a、數(shù)學(xué)模型（單基線解，多基線解，整體解）b、觀測(cè)值模型（略）c、所采用差分觀測(cè)值模型（0差解，單差解，雙差解，三差解）d、模糊度的確定情況（略）

30、2、基線向量解算過(guò)程： （平差過(guò)程）a、進(jìn)行初始平差，解算出整周未知參數(shù)和基線向量的實(shí)數(shù)解b、將整周未知數(shù)固定為整數(shù)c、將確定整周未知數(shù)作為已知值，僅將待定的測(cè)站坐標(biāo)作為未知參數(shù)，進(jìn)行平差，最終得 到固定解。2. 基線向量解算結(jié)果分析：觀測(cè)值殘差分析；基線長(zhǎng)度的精度；基線向量環(huán)閉合差的計(jì)算及 檢核。*基線向量網(wǎng)平差的方法5. GPS基線向量網(wǎng)的平差類(lèi)型：一是經(jīng)典的自由網(wǎng)平差，又叫無(wú)約束平差，平差時(shí)固定網(wǎng)中 某一點(diǎn)的坐標(biāo)， 平差的主要目的是檢驗(yàn)網(wǎng)本身的內(nèi)部符合精度以及基線向量之間有無(wú)明顯的系統(tǒng)誤差和粗差，同時(shí)為用GPS大地高與公共點(diǎn)正高（或正常高）聯(lián)合確定GPS網(wǎng)點(diǎn)的正高（或正常高）提供平差處理

31、后的大地高程數(shù)據(jù)；二是非自由網(wǎng)平差，又叫約束平關(guān)，平差 時(shí)以國(guó)家大地坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系的某些點(diǎn)的坐標(biāo)，邊長(zhǎng)和方位角為約束條件，顧及GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行平差計(jì)算；三是GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差，即除了GPS基線向量觀測(cè)值和約束數(shù)據(jù)以外， 還有地面常規(guī)測(cè)量值如邊長(zhǎng)、 方向和高差等， 將這些數(shù)據(jù)一 并進(jìn)行平差。6. GPS水準(zhǔn)高程計(jì)算方法：繪等值線圖法，其原理是：設(shè)在某一測(cè)區(qū)，有m個(gè)GPS點(diǎn)，用幾何水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)其中n個(gè)點(diǎn)的正常高（聯(lián)測(cè)水準(zhǔn)的點(diǎn)稱為已知點(diǎn)，下同），根據(jù)GPS觀測(cè)獲得的點(diǎn)的大地高，按（ 9-94）式求出 n 個(gè)已知點(diǎn)的高程異常。然后，選定適合的比例尺，按 n 個(gè) 已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)

32、（平面坐標(biāo)經(jīng)GPS網(wǎng)平差后獲得），展繪在圖紙上，并標(biāo)注上相應(yīng)的高程異常，再用15cm的等高距，繪出測(cè)區(qū)的高程異常圖。 在圖上內(nèi)插出未聯(lián)測(cè)幾何水準(zhǔn)的 （m n）個(gè)點(diǎn)（未聯(lián)測(cè)幾何水準(zhǔn)的 GPS點(diǎn)稱為待求點(diǎn)，下同）的高程異常，從而求出這些待求點(diǎn)的 正常高。解析內(nèi)插法，其原理是：根據(jù)測(cè)線上已知點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程異常，用數(shù)值擬合的方法，擬合出測(cè)線方向的似大地水準(zhǔn)面曲線， 再內(nèi)插出待求點(diǎn)的高程異常， 從而求出點(diǎn)的正常 高。曲面擬合法，其原理是，根據(jù)測(cè)區(qū)中已知點(diǎn)的平面坐標(biāo)x、y （或大地坐標(biāo)B、L）和值，用數(shù)值擬合法，擬合出測(cè)區(qū)似大地水準(zhǔn)面，再內(nèi)插出待求點(diǎn)的，從而求出待求點(diǎn)的正常高。 曲面擬合法，移動(dòng)曲面法的

33、基本原理與多項(xiàng)式擬合是類(lèi)似的。7提高GPS水準(zhǔn)精度的措施：提高大地高（差）測(cè)定的精度；提高聯(lián)測(cè)幾何水準(zhǔn)的精度；提 高轉(zhuǎn)換參數(shù)的精度；提高擬合計(jì)算的精度。8提高大地高（差）測(cè)得的精度措施：提高局部GPS網(wǎng)基線解算的起算點(diǎn)坐標(biāo)的精度；改善GPS星歷的精度；選用雙頻GPS接收機(jī)；觀測(cè)時(shí)應(yīng)選擇最佳的衛(wèi)星分布；減弱多路徑誤差和對(duì)流層延遲誤差；大于 10km的GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)實(shí)測(cè)氣象參數(shù)9提高擬合計(jì)算的精度措施：根據(jù)測(cè)區(qū)似大地水準(zhǔn)面變化情況，合理地布設(shè)已知點(diǎn)，并選定 足夠的已知點(diǎn)； 根據(jù)不同測(cè)區(qū)， 選用合適的擬合模型；對(duì)含有不同趨勢(shì)地區(qū)的大測(cè)區(qū)， 可采 取分區(qū)計(jì)算的辦法；計(jì)算時(shí)，坐標(biāo)取到米或10m，但高程異常

34、應(yīng)取到毫米。* 三、問(wèn)答題（ 60 分）1. 試述 WGS84 坐標(biāo)系的幾何定義（ 8 分）答：坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)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的零度子午面和 CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。2. 如何減弱多路徑誤差（ 8 分）答：多路徑誤差不僅與反射系數(shù)有關(guān)， 也和反射物離測(cè)站的距離及衛(wèi)星信號(hào)方向有關(guān)， 無(wú)法 建立準(zhǔn)確的誤差改正模型，只能恰當(dāng)?shù)剡x擇站址，避開(kāi)信號(hào)反射物。例如：（ 1 ）選設(shè)點(diǎn)位時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離平靜的水面，地面有草叢、農(nóng)作物等植被時(shí)能較好吸收微波信號(hào)的能量，反射較弱， 是較好的站址。 （ 2）測(cè)站不宜選在山坡、

35、山谷和盆地中。（ 3）測(cè)站附近不應(yīng)有高層建筑物，觀測(cè)時(shí)也不要在測(cè)站附近停放汽車(chē)。3. 簡(jiǎn)述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則（9分） 答：為了用戶的利益，GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（1）GPS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)視其目的，作業(yè)時(shí)衛(wèi)星狀況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工 作效率，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過(guò)獨(dú)立觀測(cè)邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個(gè)或若干個(gè)獨(dú)立觀測(cè)環(huán)，或者附 合路線形式，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。（3） GPS網(wǎng)內(nèi)點(diǎn)與點(diǎn)之間雖不要求通視，但應(yīng)有利于按常規(guī)測(cè)量方法進(jìn)行加密控制時(shí)應(yīng)用。（4） 可能條件下，新布設(shè)的 GPS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的 GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)；新布設(shè)的 GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng) 盡量

36、與地面原有控制網(wǎng)點(diǎn)相聯(lián)接， 聯(lián)接處的重合點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于三個(gè)， 且分布均勻， 以便可靠 地確定GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。（5）GPS網(wǎng)點(diǎn)，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程。4. 試分別寫(xiě)出測(cè)距碼偽距觀測(cè)方程和載波相位偽距觀測(cè)方程（標(biāo)明各個(gè)符號(hào)的含義），并比較它們的異同。 （10分）5. GPS技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？（10分）答：技術(shù)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)上級(jí)主管部門(mén)下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書(shū)和原則是，在滿足用戶要求的情況下，盡可能減少物資、人力和時(shí)間的消耗。在工作過(guò)程中，要考慮下面一些因素：（1）測(cè)站因素；（ 2）衛(wèi)星因素；6什么是相對(duì)論效應(yīng)？（ 8 分）答：GPS衛(wèi)星在高20200km的軌道上運(yùn)行，衛(wèi)星鐘受狹義

37、相對(duì)論效應(yīng)和廣義相對(duì)論效應(yīng)的 影響， 其頻率與地面靜止鐘相比， 將發(fā)生頻率偏移， 這是精密定位中必須顧及的一種誤差影 響因素。一、判斷題（每小題 2分,共 20分）1. 20世紀(jì) 50年代末期， 美國(guó)開(kāi)始研制多普勒衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行測(cè)速、 定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)， 叫做子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2. 當(dāng)利用兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)對(duì)同一組衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差時(shí)，可以有效的減弱電離層折射的影響，即使不對(duì)電離層折射進(jìn)行改正，對(duì)基線成果的影響一般也不會(huì)超過(guò)1ppm ，所以在短基線上用單頻接收機(jī)也能獲得很好的定位結(jié)果。3圖形強(qiáng)度因子是一個(gè)直接影響定位精度、但又獨(dú)立于觀測(cè)值和其它誤差之外的一個(gè)量。其值恒大于1,最大值可達(dá)100

38、,其大小隨時(shí)間和測(cè)站位置而變化。在GPS測(cè)量中，希望DOP越小越好。4. 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用 12 顆衛(wèi)星，并都通過(guò)地球的南北極運(yùn)行。5GPS 定位精度同衛(wèi)星與測(cè)站構(gòu)成的圖形強(qiáng)度有關(guān)，與能同步跟蹤的衛(wèi)星數(shù)和接收機(jī)使用 的通道數(shù)無(wú)關(guān)。6由于GPS網(wǎng)的平差及精度評(píng)定，主要是由不同時(shí)段觀測(cè)的基線組成異步閉合環(huán)的多少及 閉合差大小所決定的， 與基線邊長(zhǎng)度和其間所夾角度有關(guān)， 所以異步網(wǎng)的網(wǎng)形結(jié)構(gòu)與多余觀 測(cè)密切相關(guān)。7. 對(duì)于GPS網(wǎng)的精度要求，主要取決于網(wǎng)的用途和定位技術(shù)所能達(dá)到的精度。精度指標(biāo)通 常是以相臨點(diǎn)間弦長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示。& C/A碼的碼長(zhǎng)較短，易于捕獲，但碼元寬度較大，測(cè)距精度

39、較低，所以C/A碼又稱為捕獲碼或粗碼。9 開(kāi)普勒第一定律告訴我們：衛(wèi)星的地心向徑，在相等的時(shí)間內(nèi)所掃過(guò)的面積相等。10.在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差， 可消去兩測(cè)站接收機(jī)的相對(duì)鐘差改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。二、名詞解釋?zhuān)啃☆} 4 分 ,共 20 分）1.差分GPS 2相對(duì)定位3.實(shí)測(cè)星歷4.同步觀測(cè)環(huán)5.導(dǎo)航電文 四、問(wèn)答題（ 60 分）1整周跳變（周跳）定義，原因以及特點(diǎn)。 （10分） 2載波相位測(cè)量方程以及個(gè)參數(shù)代表的意思（ 12分）3. 簡(jiǎn)述確定整周未知數(shù) 的四種方法。 （8 分）4. 如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。（10分）5. GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則（20分）模擬試題（ 5）參考答案一、

40、判斷題（每小題 2分,共 20分）1 . V 2 V 3 X 4 X 5 X 6 X 7 V 8 V 9 X 10 V二、名詞解釋?zhuān)啃☆} 4 分,共 20 分）1 差分 GPS利用設(shè)置在坐標(biāo)已知的點(diǎn)（基準(zhǔn)站）上測(cè)定GPS測(cè)量定位誤差，用以提高在一定范圍內(nèi)其它GPS接收機(jī)（流動(dòng)站）測(cè)量定位精度的方法2 相對(duì)定位 答：確定進(jìn)行同步觀測(cè)的接收機(jī)之間相對(duì)位置的定位方法，稱為相對(duì)定位。3實(shí)測(cè)星歷 答：它是根據(jù)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行擬合處理而直接得出的星歷。 它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上 跟蹤衛(wèi)星來(lái)計(jì)算觀測(cè)瞬間的衛(wèi)星真實(shí)位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。4同步觀測(cè)環(huán) 答；三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測(cè)所獲得的基線

41、向量構(gòu)成的閉合環(huán)。5導(dǎo)航電文答：主要包括衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層延時(shí)改正、工作狀態(tài)和C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。四、問(wèn)答題（ 60 分）1整周跳變（周跳）定義，原因以及特點(diǎn)。（10分）1 ） 整周跳變衛(wèi)星信號(hào)失鎖， 使接收機(jī)的整周計(jì)數(shù)不正確， 但不到一整周的相位觀測(cè)值仍是正確的。 這種 現(xiàn)象稱為周跳。2） 周跳產(chǎn)生的原因a. 建筑物或樹(shù)木等障礙物的遮擋b. 電離層電子活動(dòng)劇烈c. 多路徑效應(yīng)的影響d. 衛(wèi)星信噪比（SNR太低e. 接收機(jī)的高動(dòng)態(tài)f. 接收機(jī)內(nèi)置軟件的設(shè)計(jì)不周全3） 周跳的特點(diǎn) 1周跳只引起載波相位觀測(cè)量的整周數(shù)發(fā)生跳躍，小數(shù)部分則是正確的。 2周跳具有繼承性，即從發(fā)生周跳的歷元開(kāi)始，以后所有歷元的相位觀測(cè)值都受到這個(gè)周 跳的影響。3周跳發(fā)生非常頻繁。3. 簡(jiǎn)述確定整周未知數(shù) 的四種方法。 （8 分）答：確定整周未知數(shù)的方法很多，這里擇要介紹其中四種：（1）經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位法； （2）“動(dòng)態(tài) ”測(cè)量法；（ 3）交換天線法； （4）快速確定整周未知數(shù)法。4. 如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。（10分）答：把每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與觀測(cè)站的位 置參數(shù)一并求解。 認(rèn)為各觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，像衛(wèi)星鐘那樣，將接收機(jī) 鐘差表示為時(shí)間多項(xiàng)式， 并在觀測(cè)量的平