GPS導(dǎo)航基本原理復(fù)習(xí)

1、GPSI航基本原理復(fù)習(xí)（2009-12-1）1. 簡(jiǎn)述全球定位系統(tǒng)GPS實(shí)現(xiàn)定位的幾何原理（球面相交于一點(diǎn)）以及三角矢量法（試以簡(jiǎn)圖輔助說明）。2. 什么叫做全球定位系統(tǒng)（GPS）?它能提供什么服務(wù)？（它的基本任務(wù)是什么？）3. GPS定位系統(tǒng)有哪幾部分組成？簡(jiǎn)述每個(gè)組成部分的功能？GPS全球定位系統(tǒng)中常提及用戶位置，闡述你對(duì)“位置”這一概念的理解（或它包含哪些要素）闡述你對(duì)GPS如何實(shí)現(xiàn)“定位”這一概念的理解）三球面相交的幾何意義（點(diǎn)）矢量三角形的解算）已知什么）求什么）三個(gè)值（xi,yi,zi）三個(gè)方程，測(cè)三顆星得三個(gè)偽距ij（j1,2,3）。4. GPS全球定位系統(tǒng)中為什么要涉及到空間坐

2、標(biāo)系，時(shí)間坐標(biāo)系。即：時(shí)空參考系在GPS中的作用） 天球坐標(biāo)系OXYZ是如何定義的？某點(diǎn)P在協(xié)議天球坐標(biāo)系I中的位置（X,Y,Z）T在坐標(biāo)系T中的位置為（x,y,z）TT，坐標(biāo)變換矩陣CIT，寫出相應(yīng)的坐標(biāo)變換關(guān)系式； 若由（1）系繞其Y軸轉(zhuǎn)過y,到達(dá)（2）系，請(qǐng)寫出坐標(biāo)變換矩陣C12（y）。 協(xié)議天球系（I）與真天球系（t）之間存在哪兩種運(yùn)動(dòng)）寫出有協(xié)議天球系（I）到真天球系（t）的坐標(biāo)變換表達(dá)式。 協(xié)議地球系（T）與協(xié)議天球系（I）之間的坐標(biāo)變換式） 答：xXyMtTR3（GAST）CMtCIMYzTZI5. 格林威治恒星時(shí)（GAST）是如何定義的）它有什么作用）6. 寫出全球定位時(shí)間系統(tǒng)

3、（GPST）的定義式，簡(jiǎn)述你對(duì)它的理解）7. 繞地球飛行的GPS衛(wèi)星其地心矢徑為r,其速度矢為&,有關(guān)系式rr&rrr&hrr其中，h為常值矢量，請(qǐng)闡述你對(duì)（常值矢量）該關(guān)系式的理解。A,B,C是h在地心慣性系rr下的三維投影，h確定，即A,B,C也是唯一的確定，由（3.11）式，說明和i由h唯一確:升交點(diǎn)赤經(jīng)。i ：軌道面傾角。定。即衛(wèi)星的飛行平面在（OXYZ）I系中唯一確定:8.GPS衛(wèi)星的運(yùn)行速度如何？它的周期表達(dá)式是什么?ds 1 ,hdt 2T24 2-3a(3.37)9.衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng)可由一組軌道參數(shù)來描述，它們是:,i,a,e,赫口f，請(qǐng)畫出簡(jiǎn)圖敘述它們的

4、各參數(shù)的名稱以及涵義。10.偏近點(diǎn)角E是如何定義的？畫出簡(jiǎn)圖說明之。平近點(diǎn)角M的定義式是什么?11.M n(t tp)(3.51)寫出平近點(diǎn)角M與偏近點(diǎn)角E的關(guān)系式為；如何求E?即開普勒方程：E esin E n(t tp)E M esin E(3.53)12.如何求某時(shí)刻t的真近點(diǎn)角f?（給出由t求f的步驟）(3.43)13. 衛(wèi)星在近地點(diǎn)軌道直角坐標(biāo)系（s）中的位置為:cos(Ee)1(3.56)(1e2)2sinE0寫出它在協(xié)議天球坐標(biāo)系（I）中的位置表達(dá)式：再寫出它在協(xié)議地球系（T）中的表達(dá)式?XcSyCSR3()R(i)R3()寫出R3（）的具體表達(dá)式。14. GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)中

5、包含哪些成分？它們各有什么作用?三種：D碼數(shù)據(jù)碼基常信號(hào)一包括與導(dǎo)航有關(guān)的信息，等等C/A測(cè)距碼(C/A,P)L2PD載波信號(hào)(L1,L2),等等15. GPS接收機(jī)如何判斷收到的信號(hào)屬于哪顆衛(wèi)星？碼分多址概念16. 碼相關(guān)的相關(guān)函數(shù)公式是什么？R()A-D，兩組偽隨機(jī)碼F對(duì)齊時(shí)，其中：A為相AD同的碼元之個(gè)數(shù)。D為不相同的碼元之個(gè)數(shù)。請(qǐng)用此相關(guān)函數(shù)公式來說明：使用GPS衛(wèi)星測(cè)距碼(C/A,P)與GPS接收機(jī)復(fù)制的測(cè)距碼(C/A,P)進(jìn)行測(cè)距的工作原理17. GPS導(dǎo)X.(32)誤差分析18. 利用GPS衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行測(cè)距定位時(shí)，主要觀測(cè)量有哪幾種？測(cè)碼偽距觀測(cè)量：%)Rj(t)ctij,Tij

6、/(t)(5.11)測(cè)相偽距觀測(cè)量：ij(t)ij(t)ij(t。)j(tt°)ij(t)ij(t)ij(t)ij(t)整周非整ij(t。)ij(tt。)整模可觀試用簡(jiǎn)圖來說明測(cè)相偽距觀測(cè)量/(t),并說明其中各項(xiàng)的幾何意義(畫圖)？19. 寫出測(cè)碼偽距觀測(cè)方程，并敘述其中各項(xiàng)的物理意義？ij(t)Rj(t)ctij,Tj,i(t)敘述測(cè)碼偽距觀測(cè)方程線性化的思路：Xi闡述如何用測(cè)碼偽距觀測(cè)方程去解算測(cè)站Ti的位置yiZixi 0設(shè)：Ri0yi0zi 0&&&li ,mi ,ni有式：xj（a）可求出與yj之間的的Rij0距離zj（b）可求出兩點(diǎn)（Ti,Sj）決定之直線對(duì)于x,y,z軸之方向數(shù)&&&&&(t) i(o)(t) li (t)mi (t) ni (t)xiyi L 誤差項(xiàng)zi(5.45)20. 關(guān)于 GPS 觀測(cè)量的誤差有哪幾類：并分類簡(jiǎn)要說明之。與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差星歷誤差星種誤差與GPS衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差電離層折射的影響 對(duì)流層折射的影響 多路徑效應(yīng)的影響觀測(cè)誤差（天線安裝精度）與GPS接收機(jī)有關(guān)的誤差接收機(jī)鐘差,ti天線相位中心載波相位觀測(cè)量中的整周未知數(shù)其它誤差地球自轉(zhuǎn)的影響，相對(duì)論效應(yīng)，L2