GPS原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)試題DOC

1、GPS原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)題GPS測(cè)量 試卷A卷一、填空（每空0.5分，共10分） 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(jī)。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)星組成，它們均勻分布在6個(gè)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(gè)主控站、三個(gè)注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。4、GPS衛(wèi)星位置采用WGS-84大地坐標(biāo)系。5、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)。6、GPS衛(wèi)星星歷分為預(yù)報(bào)星歷(廣播星歷)和后處理星歷（精密星歷）。7、GPS接收機(jī)依據(jù)其用途可分為：導(dǎo)航型接收機(jī)、測(cè)地（量）型接收機(jī)和授時(shí)型接

2、收機(jī)。8、在GPS定位工作中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號(hào)被暫時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)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(shè)通常有：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式和邊點(diǎn)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(jī)臺(tái)數(shù)等因素。二 、名詞解釋（每題3分，共18分） 1、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側(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及信號(hào)經(jīng)過電離層和對(duì)流層的延遲，量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。2、

3、GPS相對(duì)定位：是至少用兩臺(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。3、觀測(cè)時(shí)段：測(cè)站上開始接收衛(wèi)星信號(hào)到觀測(cè)停止，連續(xù)工作的時(shí)間段稱為觀測(cè)時(shí)段，簡(jiǎn)稱時(shí)段。4、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)成的閉合環(huán)。5、后處理星歷：一些國(guó)家某些部門，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤占所獲得的對(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。由于這種星歷是在事后向用戶提供的在其觀測(cè)時(shí)間內(nèi)的精密軌道信息，因此稱為后處理星歷。6、靜態(tài)定位：如果在定位時(shí)，接收機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過程中，位置處于固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定

4、位。三 、簡(jiǎn)答（每題6分，共36分）1、簡(jiǎn)述GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)。答：定位精度高；（1分）觀測(cè)時(shí)間短；（1分）測(cè)站間無需通視；（1分）可提供三維坐標(biāo)；（1分）操作簡(jiǎn)便；（0.5分）全天候作業(yè)；（1分）功能多，應(yīng)用廣；（0.5分）（回答：全能性、全球性、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的也各1分。）2、簡(jiǎn)述接收機(jī)的主要任務(wù)。答：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時(shí)，接收機(jī)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，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行（2分）；對(duì)所接收到的GPS信號(hào)，具有變換、放大和處理的功能（2分）；測(cè)量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速

5、度和時(shí)間（2分）。3、簡(jiǎn)述無攝運(yùn)動(dòng)中開普勒軌道參數(shù)。答：軌道橢圓的長(zhǎng)半徑；（1分）軌道橢圓偏心率（或軌道橢圓的短半徑）；（1分）衛(wèi)星的真近點(diǎn)角；（1分）升交點(diǎn)赤經(jīng)；（1分）軌道面傾角；（1分）近地點(diǎn)角距。（1分）4、簡(jiǎn)述偽距定位觀測(cè)方程中劃?rùn)M線參數(shù)的含義。 式中，j 為衛(wèi)星數(shù)，j = 1 , 2 , 3 ,答：接收機(jī)鐘差（1分）； ：（對(duì)j號(hào)衛(wèi)星的）偽距觀測(cè)值（2分）； 、：分別為電離層延遲和對(duì)流層延遲的改正數(shù)（2分）； ：為衛(wèi)星鐘差（1分）。5、減弱電離層影響的措施。答：利用雙頻觀測(cè);（2分）利用電離層改正模型加以改正;（2分）利用同步觀測(cè)值求差。 （2分）6、簡(jiǎn)述快速靜態(tài)定位的作業(yè)方式。答

6、：在測(cè)區(qū)中部選擇一個(gè)基準(zhǔn)站，并安置一臺(tái)接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星(3分)；另一臺(tái)接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動(dòng)設(shè)站，每點(diǎn)觀測(cè)數(shù)分鐘(3分)。 四 、論述（共23分） 1、什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用GPS接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，為何需要同時(shí)觀測(cè)至少4顆GPS衛(wèi)星？（13分）答：根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái)GPS接收機(jī)的偽距測(cè)量觀測(cè)值來直接獨(dú)立確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)的方法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對(duì)定位。（5分）由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的偽距測(cè)量觀測(cè)值中都包含有接收機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測(cè)量觀測(cè)值很不準(zhǔn)確。（4分）需要將接收機(jī)鐘差作為一個(gè)未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中

7、，再加上坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)，所以至少需要4個(gè)偽距觀測(cè)值，即需要同時(shí)觀測(cè)至少4顆GPS衛(wèi)星。 （4分）2、什么是多路徑誤差?試述消弱多路徑誤差的方法。（10分）答：在GPS測(cè)量中，如果測(cè)站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)天線，這就和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)產(chǎn)生干涉，從而使觀測(cè)值偏離真值，產(chǎn)生多路徑誤差。（5分）消弱多路徑誤差的方法:（1）選擇合適的站址 a、測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜地水面; （1分）b、測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中; （1分）c、測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物 . （1分）（2）對(duì)接收機(jī)天線的要求 a、在天線中設(shè)置抑徑板（1分）b、接收天線對(duì)于極化特性不同的反射信號(hào)應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。（1分

8、）五 、綜合分析（共13分）根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺(tái)天寶4800雙頻接收機(jī)作業(yè)，相鄰點(diǎn)的距離約1 km，儀器遷移時(shí)間約20-30分鐘，已知接收機(jī)的使用序號(hào)和機(jī)號(hào)如下表，要求最少有三個(gè)同步觀測(cè)環(huán)，同步觀測(cè)時(shí)間為1小時(shí)。（1）編寫定位的先后次序（6分）。（2）寫出三個(gè)同步觀測(cè)環(huán)和一個(gè)獨(dú)立環(huán)。（4分）（3）根據(jù)下圖PDOP值選擇每一個(gè)同步觀測(cè)環(huán)最佳的觀測(cè)時(shí)段。（3分）答：（1）觀測(cè)時(shí)段1：A點(diǎn)（接收機(jī)1）、B點(diǎn)（接收機(jī)2）、D點(diǎn)（接收機(jī)3）（2分）觀測(cè)時(shí)段2：A點(diǎn)（接收機(jī)1）、B點(diǎn)（接收機(jī)2）、C點(diǎn)（接收機(jī)3）（2分）觀測(cè)時(shí)段3：B點(diǎn)（接收機(jī)2）、C點(diǎn)（接收機(jī)3）、D點(diǎn)（接收機(jī)1）（2分）（2）

9、同步觀測(cè)環(huán)：觀測(cè)時(shí)段1的AB、BD、AD三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）觀測(cè)時(shí)段2的AB、BC、AC三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）觀測(cè)時(shí)段3的BC、CD、BD三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）獨(dú)立環(huán)：觀測(cè)時(shí)段1的獨(dú)立邊AB、AD和觀測(cè)時(shí)段3的獨(dú)立邊BD三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）；（沒有明確寫明是獨(dú)立邊的酌情處理）（3）在這三個(gè)時(shí)間段內(nèi)選擇較好：觀測(cè)時(shí)段1： 5：00 - 6：00（1分）觀測(cè)時(shí)段2： 13：30：- 14：30（1分）觀測(cè)時(shí)段3： 18：00 - 19：00（1分）序號(hào)機(jī)號(hào)129192293035306GPS測(cè)量 試卷B卷 一、填空（每空0.5分，共10分） 1、衛(wèi)星定位中常采用空間直角

10、坐標(biāo)系及其相應(yīng)的大地坐標(biāo)系，一般取地球質(zhì)心為坐標(biāo)系原點(diǎn)。2、我國(guó)目前常采用的兩個(gè)國(guó)家坐標(biāo)系是 1954年北京坐標(biāo)系和1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系 。3、GPS接收機(jī)的天線類型主要有：?jiǎn)伟逄炀€、 四螺旋形天線、微帶天線和錐形天線。4、GPS接收機(jī)主要由GPS接收機(jī)天線單元 、GPS接收機(jī)主機(jī)單元和電源三部分組成。5、單站差分按基準(zhǔn)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。6、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差有電離層折射誤差、對(duì)流層折射誤差及多路徑效應(yīng)誤差。7、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(yù)處理、基線解算、GPS網(wǎng)平差。8、GPS衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè)

11、注入站和五個(gè)監(jiān)測(cè)站。9、對(duì)于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。10、雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1和 L2信號(hào)，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱對(duì)流層折射對(duì)觀測(cè)量的影響，所以定位精度較高，基線長(zhǎng)度不受限制，所以作業(yè)效率較高。二、名詞解釋（每題3分，共18分） 1、WGS-84 大地坐標(biāo)系：原點(diǎn)位于地球質(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定義的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。2、GPS絕對(duì)定位：也叫單點(diǎn)定位，即利用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WGS-

12、84坐標(biāo)系中相對(duì)坐標(biāo)系原點(diǎn)的決對(duì)位置.3、廣域差分：基本思想是對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對(duì)每一種誤差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)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(duì)用戶GPS定位誤差加以改正，達(dá)到削弱這些誤差源，改善用戶GPS定位精度的目的。4、同步觀測(cè)：同步觀測(cè):同步觀測(cè)是指兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)對(duì)一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測(cè).5、異步觀測(cè)環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測(cè)基線向量，則該改多邊形環(huán)路叫異步觀測(cè)環(huán)。6、整周跳變：在定位過程中，衛(wèi)星信號(hào)可能被暫時(shí)阻擋，或受外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無法累計(jì)計(jì)數(shù)，出現(xiàn)信號(hào)失鎖，使其后的相位

13、觀測(cè)值均含有同樣的整周誤差，這種現(xiàn)象叫整周跳變，簡(jiǎn)稱周跳。 三、簡(jiǎn)答（每題6分，共36分）1、簡(jiǎn)述美國(guó)GPS衛(wèi)星的主要參數(shù)。答：GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成(2分)，它們均勻分布在6相對(duì)與赤道的傾角為55的近似圓形軌道上，它們距地面的平均高度為20200Km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分(2分)。載波頻率為1575.42MHz和1227.60MHz(2分)。2、簡(jiǎn)述衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)及其主要攝動(dòng)力。答：考慮了攝動(dòng)力作用的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)稱為衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)(2分)。主要的攝動(dòng)力有：日月引力(1分)；地球潮汐作用力(1分)；太陽輻射壓力(1分)；大氣阻力(1分)。3、簡(jiǎn)述動(dòng)態(tài)定位的作業(yè)方

14、法。答：建立一個(gè)基準(zhǔn)站安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星 (2分)；流動(dòng)站接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè)數(shù)分鐘，然后流動(dòng)站接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開始連續(xù)運(yùn)動(dòng)(2分)；按指定的時(shí)間和間隔自動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)體位置(2分)。4、如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。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。(2分)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)量的平差計(jì)算中求解多項(xiàng)式的系數(shù)。此法可大大減少未知數(shù)，其成功與否關(guān)鍵在與鐘誤差模型的有效程度。(2分)通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。(2分)5、試說明載波相位觀測(cè)值的

15、組成部分。答：完整的載波相位觀測(cè)值是由三部分組成的：即載波相位在起始時(shí)刻沿傳播路徑延遲的整周數(shù)(2分)，和從某一起始時(shí)刻至觀測(cè)時(shí)刻之間載波相位變化的整周數(shù)(2分)，以及接收機(jī)所能測(cè)定的載波相位差非整周的小數(shù)部分(2分)。6、簡(jiǎn)述GPS衛(wèi)星的主要作用。答：接收地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文和其它信號(hào)；(2分)接收地面主控站的命令，修正其在軌運(yùn)行偏差及啟用備件等；(2分)連續(xù)地向廣大用戶發(fā)送GPS導(dǎo)航定位信號(hào)，并用電文的形式提供衛(wèi)星自身的現(xiàn)勢(shì)位置與其它在軌衛(wèi)星的概略位置，以便用戶接收使用。(2分)四 、論述（每題10分，共20分） 1、如何重建載波？其方法和作用如何？（10分）答：在GPS信號(hào)中由于已用

16、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在連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測(cè)量之前，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 (3分) 。重建載波一般可采用兩種方法：一是碼相關(guān)法，另一種是平方法 (3分) 。采用前者，用戶可同時(shí)提取測(cè)距信號(hào)和衛(wèi)星電文，但用戶必須知道測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無須掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號(hào)而無法獲得測(cè)距碼和衛(wèi)星電文 (4分) 。2、GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（10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

17、工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。(2分)（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(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。(2分)（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。(2分)（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)。(2分)（5）GPS網(wǎng)點(diǎn)，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)高程。(2 分)試卷 C一、填空（每空0.5分，共20分） 1.20世紀(jì)50年代末期

18、，美國(guó)開始研制多普勒衛(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.GPS全球定位系統(tǒng)具有全能性、全球性、全天候、 連續(xù) 性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功能。能為各類用戶提供精密的 三維坐標(biāo) 、速度和時(shí)間。3.GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及 3 顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在6個(gè)軌道上，距地面的平均高度為 20200 km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。4.美國(guó)國(guó)防部制圖局（DMA）于1984年發(fā)展了一種新的世界大地坐標(biāo)系，稱之為美國(guó)國(guó)防部1984年世界大地坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱 WGS84 。5.當(dāng)使用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的接收機(jī)，同時(shí)對(duì)同一組衛(wèi)星所進(jìn)行的觀測(cè)稱為 同步觀測(cè) 。6.

19、在對(duì)衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場(chǎng)的引力是最重要的。如果將它的引力視為 1 ，則其它作用力均小于10-5。7.在定位工作中，可能由于 衛(wèi)星信號(hào) 被暫時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫 整周跳變 。8.按照規(guī)范規(guī)定，我國(guó)GPS測(cè)量按其精度依次劃分為AA、A、B、C、D、E六級(jí)，其中D級(jí)網(wǎng)的相鄰點(diǎn)之間的平均距離為105km，最大距離 15 km。9.GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)主控站、三個(gè) 注入站 和五個(gè) 監(jiān)測(cè)站。10.對(duì)于衛(wèi)星精密定位來說，只考慮地球質(zhì)心引力來計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不能滿足精度要求的。必須考慮地球引力場(chǎng)攝動(dòng)力、 日月 攝動(dòng)力

20、、大氣阻力、光壓攝動(dòng)力、 潮汐 攝動(dòng)力對(duì)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。11.當(dāng)GPS信號(hào)通過電離層時(shí)，信號(hào)的 路徑 會(huì)發(fā)生彎曲，傳播速度會(huì)發(fā)生變化。這種距離改正在天頂方向最大可達(dá) 50 m，在接近地平線方向可達(dá)150m。12.在GPS測(cè)量定位中，與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要有接收機(jī)鐘誤差、接收機(jī)位置誤差、 天線相位中心位置 誤差和 幾何圖形強(qiáng)度 誤差等13.按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)包括 空間衛(wèi)星 部分、 地面監(jiān)控 部分和用戶接收部分。二、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）1.雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1和 L2信號(hào)，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱 （ C ）對(duì)觀測(cè)量的影響，所以定位精度較高，基線長(zhǎng)

21、度不受限制，所以作業(yè)效率較高。A、對(duì)流層折射 B、多路徑誤差 C、電離層折射 D、相對(duì)論效應(yīng)2.GPS衛(wèi)星信號(hào)取無線電波中L波段的兩種不同頻率的電磁波作為載波，在載波上調(diào)制有（ A ）。A、P碼和數(shù)據(jù)碼 B、C/A碼、P碼和數(shù)據(jù)碼C、C/A和數(shù)據(jù)碼 D、C/A碼、P碼3.在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號(hào)被暫時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫（ A ）。A、 整周跳變 B、相對(duì)論效應(yīng) C、 地球潮汐 D、負(fù)荷潮4.我國(guó)自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) “北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”是全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由（ B ）組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定

22、位系統(tǒng)。A、兩顆工作衛(wèi)星 B、兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星C、三顆工作衛(wèi)星 D、三顆工作衛(wèi)星和一顆備份星5.衛(wèi)星鐘采用的是GPS 時(shí)，它是由主控站按照美國(guó)海軍天文臺(tái)（USNO）的（ D ）進(jìn)行調(diào)整的。在1980年1月6日零時(shí)對(duì)準(zhǔn)，不隨閏秒增加。A、世界時(shí)（UT0） B、世界時(shí)（UT1）C、世界時(shí)（UT2） D、協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）6.在20世紀(jì)50年代我國(guó)建立的1954年北京坐標(biāo)系是（ C ）坐標(biāo)系。A、 地心坐標(biāo)系 B、 球面坐標(biāo)系C、 參心坐標(biāo)系 D、 天球坐標(biāo)系7.我國(guó)在1978年以后建立了1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系，采用的是1975年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)的推薦值，其長(zhǎng)半徑

23、和扁率分別為（ A ）。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.08.我國(guó)西起東經(jīng)72，東至東經(jīng)135，共跨有（ D ）個(gè)時(shí)區(qū)，我國(guó)采用東8區(qū)的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。稱作北京時(shí)間。A、2 B、3 C、4 D、5 9.在進(jìn)行GPSRTK實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位時(shí)，需要計(jì)算在開闊地帶流動(dòng)站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRK（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天線的高度為9m，流動(dòng)站天線的高度為2m，則流動(dòng)站工作的最遠(yuǎn)距離為（ A ）。A、18.72m B、16.72m C、18.61m

24、D、16.61m10.基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRK（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸波特率為（ D ）。A、4800 B、9600 C、19200 D、38400三、名詞、概念解釋（15分）1.觀測(cè)時(shí)段 答：測(cè)站上開始接收衛(wèi)星信號(hào)到停止接收，連續(xù)觀測(cè)的時(shí)間間隔稱為觀測(cè)時(shí)段，簡(jiǎn)稱時(shí)段。2.數(shù)據(jù)剔除率答；同一時(shí)段中，刪除的觀測(cè)值個(gè)數(shù)與獲取的觀測(cè)值總數(shù)的比值。3.實(shí)測(cè)星歷答：是一些國(guó)家根據(jù)自己的衛(wèi)星跟蹤站觀測(cè)資料，經(jīng)過事后處理直接計(jì)算的衛(wèi)星星歷，它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來計(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。這種星歷要在觀測(cè)后12個(gè)星期才能得到，對(duì)導(dǎo)航和

25、動(dòng)態(tài)定位毫無意義，但是在靜態(tài)精密定位中具有重要作用。4.偽距：答：GPS定位采用的是被動(dòng)式單程測(cè)距。它的信號(hào)發(fā)射時(shí)刻是由衛(wèi)星鐘確定的，收到時(shí)刻則是由接收機(jī)鐘確定的，這就在測(cè)定的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺(tái)鐘不同步的誤差影響，所以稱其為偽距。5. 黃道： 6. 答：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為黃道面，它與天球相交的大圓稱為黃道。它就是當(dāng)?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，觀測(cè)者所看到的太陽在天球上運(yùn)動(dòng)的軌跡。四、簡(jiǎn)答題（30分）1. 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

26、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)量的平差計(jì)算中求解多項(xiàng)式的系數(shù)。此法可大大減少未知數(shù)，其成功與否關(guān)鍵在與鐘誤差模型的有效程度。通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。2. 簡(jiǎn)述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（10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。

27、（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。3.如何重建載波？其方法和作用如何？（10分）答：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在連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測(cè)量之前，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。重建載波一般可采用兩種方法：一是碼相關(guān)法，另一種是平方法。采用前者，用戶可同時(shí)提取測(cè)距信號(hào)和衛(wèi)星

28、電文，但用戶必須知道測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無須掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號(hào)而無法獲得測(cè)距碼和衛(wèi)星電文。五、論述及分析題（25分）1.根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺(tái)天寶4800雙頻GPS接收機(jī)作業(yè)，相臨點(diǎn)之間的距離約1km，儀器遷移時(shí)間約2030分鐘，已知接收機(jī)的使用序號(hào)和天線編號(hào)如下表，試編寫GPS作業(yè)調(diào)度表。（20分）序 號(hào)2機(jī) 號(hào)1291920293031530613根據(jù)右圖編寫定位的先后次序。26根據(jù)下圖PDOP值選擇最佳的觀測(cè)3時(shí)段，填入GPS作業(yè)調(diào)度表中。4根據(jù)控制網(wǎng)的圖形的觀測(cè)順序和觀測(cè)時(shí)間5填寫GPS作業(yè)調(diào)度表。0時(shí)段，接收機(jī)分別架設(shè)在1、2、3點(diǎn)；1時(shí)段，將2點(diǎn)處的

29、接收機(jī)遷至6點(diǎn)，其余兩臺(tái)接收機(jī)繼續(xù)觀測(cè)；2時(shí)段，將1點(diǎn)處的接收機(jī)遷至3點(diǎn)，其余兩臺(tái)接收機(jī)繼續(xù)觀測(cè)；3時(shí)段，將6點(diǎn)處的接收機(jī)遷至4點(diǎn)，其余兩臺(tái)接收機(jī)繼續(xù)觀測(cè)。GPS作業(yè)調(diào)度表時(shí)段編號(hào)觀測(cè)時(shí)間測(cè)站號(hào)/名測(cè)站號(hào)/名測(cè)站號(hào)/名機(jī)號(hào)機(jī)號(hào)機(jī)號(hào)08：108：4012329192930530618：509：2016329192930530628：509：2056329192930530638：509：2054329192930530642.已知權(quán)系數(shù)陣為：Q X =試從權(quán)系數(shù)陣中取出若干權(quán)系數(shù)元素，寫出平面位置圖形強(qiáng)度因子HDOP、高程圖形強(qiáng)度因子VDOP、空間位置圖形強(qiáng)度因子PDOP、接收機(jī)位置圖形強(qiáng)度因子

30、TDOP和幾何圖形強(qiáng)度因子GDOP的表達(dá)式。（5分）平面位置的圖形強(qiáng)度因子：高程圖形強(qiáng)度因子：VDOP = 空間位置的圖形強(qiáng)度因子：接收機(jī)位置圖形強(qiáng)度因子：TDOP = 幾何圖形強(qiáng)度因子：GDOP = GPS 常用數(shù)據(jù)格式 NMEA0183標(biāo)準(zhǔn)語句1、 Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息$GPGGA,M,M,*hh$GPGGA,010101.130,3606.6834,N,12021.7778,E,1,07,1.2,32.00,M,*0C UTC時(shí)間，hhmmss（時(shí)分秒）格式 緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸）

31、緯度半球N（北半球）或S（南半球） 經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸） 經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)） GPS狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算 正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量（0012）（前面的0也將被傳輸） HDOP水平精度因子（0.599.9） 海拔高度（-9999.999999.9） 地球橢球面相對(duì)大地水準(zhǔn)面的高度 差分時(shí)間（從最近一次接收到差分信號(hào)開始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空） 差分站ID號(hào)00001023（前面的0也將被傳輸，如果不是差分定位將為空）2、 GPS DOP and Active Satellites（GSA）當(dāng)前衛(wèi)星

32、信息$GPGSA,*hh$GPGSA,A,3,09,18,21,22,24,26,29,2.0,1.2,1.6*3E 模式，M=手動(dòng)，A=自動(dòng) 定位類型，1=沒有定位，2=2D定位，3=3D定位 PRN碼（偽隨機(jī)噪聲碼），正在用于解算位置的衛(wèi)星號(hào)（0132，前面的0也將被傳輸）。 PDOP位置精度因子（0.599.9） HDOP水平精度因子（0.599.9） VDOP垂直精度因子（0.599.9）3、 GPS Satellites in View（GSV）可見衛(wèi)星信息$GPGSV,*hh$GPGSV,3,1,12,18,72,335,38,21,41,211,27,24,19,179,23,0

33、9,76,068,28*77$GPGSV,3,2,12,22,35,313,31,29,11,070,27,26,19,065,32,12,21*49$GPGSV,3,3,12,14,16,271,05,16,159,30,05,171,32,03,308,*7B GSV語句的總數(shù) 本句GSV的編號(hào) 可見衛(wèi)星的總數(shù)（0012，前面的0也將被傳輸） PRN碼（偽隨機(jī)噪聲碼）（0132，前面的0也將被傳輸） 衛(wèi)星仰角（0090度，前面的0也將被傳輸） 衛(wèi)星方位角（000359度，前面的0也將被傳輸） 信噪比（0099dB，沒有跟蹤到衛(wèi)星時(shí)為空，前面的0也將被傳輸）注：,信息將按照每顆衛(wèi)星進(jìn)行循環(huán)顯

34、示，每條GSV語句最多可以顯示4顆衛(wèi)星的信息。其他衛(wèi)星信息將在下一序列的NMEA0183語句中輸出。4、 Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data（RMC）推薦定位信息$GPRMC,*hh$GPRMC,010101.130,A,3606.6834,N,12021.7778,E,0.0,238.3,010807,A*6C UTC時(shí)間，hhmmss（時(shí)分秒）格式 定位狀態(tài)，A=有效定位，V=無效定位 緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸） 緯度半球N（北半球）或S（南半球） 經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸

35、） 經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)） 地面速率（000.0999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸） 地面航向（000.0359.9度，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的0也將被傳輸） UTC日期，ddmmyy（日月年）格式 磁偏角（000.0180.0度，前面的0也將被傳輸） 磁偏角方向，E（東）或W（西） 模式指示（僅NMEA0183 3.00版本輸出，A=自主定位，D=差分，E=估算，N=數(shù)據(jù)無效）如果某字段的數(shù)值沒有達(dá)到所定義的長(zhǎng)度，將在前面添加0。任何無效的數(shù)字將以下劃線”_”來代替。部分程序代碼（c+） 1 /初始化串口2 /入口:strComm(串口名)3 /返回:TRUE(成功);FALSE(失敗

36、)4 BOOL CGPSDlg:InitComm(CString strComm)5 6 int i;7 DCB dcb;8 COMMTIMEOUTS TimeOuts;910 for (i=0; i3; i+) /串口最多初始化3次11 12 m_hComm = CreateFile(strComm, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);13 if (m_hComm != INVALID_HANDLE_VALUE)14 break;15 16 if (i = 3) /串口初始化失敗17 18 AfxMess

37、ageBox(串口初始化失敗.);19 return FALSE;20 21 22 SetupComm(m_hComm, MAXLENGTH, MAXLENGTH); /設(shè)置發(fā)送接收緩沖區(qū)大小23 24 TimeOuts.ReadIntervalTimeout = 0; /設(shè)定5個(gè)超時(shí)參數(shù)25 TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier = 0;26 TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant = 500;27 TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier = 0;28 TimeOuts.WriteTotalTim

38、eoutConstant = 500;29 SetCommTimeouts(m_hComm, &TimeOuts); /設(shè)置超時(shí)參數(shù)30 31 GetCommState(m_hComm, &dcb); /獲得通信狀態(tài)32 dcb.fAbortOnError = FALSE; /有錯(cuò)誤不停止33 dcb.BaudRate = CBR_4800; /波特率480034 dcb.ByteSize = 8; /8位35 dcb.Parity = NOPARITY; /奇校驗(yàn)36 dcb.StopBits = ONESTOPBIT; /1位停止位37 SetCommState(m_hComm, &dcb

39、); /設(shè)置通信狀態(tài)38 PurgeComm(m_hComm, PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR); /清空發(fā)送和接收緩沖區(qū) 39 40 return TRUE;41 4243 /獲得GPS參數(shù)44 /注意:從GPS接收到的字符串已經(jīng)在m_strRecv中,由于是定時(shí)接收,所以在這個(gè)字符串的頭和尾都可能存在45 / 不完整的NMEA輸出字符串,在處理時(shí)要特別注意46 /返回:TRUE(格式正確);FALSE(格式錯(cuò)誤)47 BOOL CGPSDlg:GetGPSParam()48 49 int i,j;50 CString str,strNEMA;51 52 /先判斷是否

40、接收到數(shù)據(jù)53 if (m_strRecv.IsEmpty()54 return FALSE;5556 /若字符串不是以$開頭的,必須刪掉這部分不完整的57 if (m_strRecv0 != $)58 59 i = m_strRecv.Find(/n, 0);60 if (i = -1)61 return FALSE; /尾部未接收完整,必須等接收完后才能刪除62 m_strRecv.Delete(0, i+1); /尾部已接收完整(尾部為/r/n結(jié)束),刪除不完整的部分63 64 65 /截取完整的NMEA-0183輸出語句(m_strRecv中可能有多條語句,每條間以/r/n分隔)66

41、for (;)67 68 i = m_strRecv.Find(/n, 0);69 if (i = -1)70 break; /所有的完整輸出語句都已經(jīng)處理完畢,退出循環(huán)71 72 /截取完整的NMEA-0183輸出語句73 strNEMA = m_strRecv.Left(i+1); 74 m_strRecv.Delete(0, i+1);75 /下面對(duì)各種輸出語句進(jìn)行分別處理76 if (strNEMA.Find($GPRMC,0) = 0)77 78 /該輸出語句中的各項(xiàng)以,分隔79 for (i=j=0; strNEMAi!=/r; i+) /j為逗號(hào)的計(jì)數(shù)器80 81 if (strNEMAi = ,)82 83 j+;84 str = ;85 for (i+; strNEMAi!=,&strNEMAi!=/r; i+)86 str += strNEMAi; /str為某項(xiàng)的值87 i-;88 89 /對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)分別處理90 switch (j)91 92 case 1: /時(shí)間(UTC) 9