GPS定位原理介紹習題及答案解析（完整版）

1、14 全球定位系統(tǒng)（GPS）定位原理簡介一、填空題：1、GPS接收機基本觀測值有 偽距觀測值、載波相位觀測值 。2、GPS接收機按用途分，可分為 導航 型接收機、 測地 型接收機、 授時 型接收機和姿態(tài)測量型接收機。其中 測地 型接收機，按載波頻率又可分為 單頻 接收機、 雙頻 接收機。3、GPS接收機主要由 GPS接收機天線 、 GPS接收機主機 和 電源三部分組成。4、GPS定位是利用 空間測距 交會定點原理。5、全球定位系統(tǒng)（GPS）主要由 空間衛(wèi)星部分 、 地面監(jiān)控部分 和 用戶設(shè)備 三部分組成。6、GPS衛(wèi)星星座由 24 顆衛(wèi)星組成。其中 21 顆工作衛(wèi)星， 3 顆備用衛(wèi)星。工作衛(wèi)星

2、分布在 6 個近圓形的軌道面內(nèi)，每個軌道上有 4 顆衛(wèi)星。GPS工作衛(wèi)星距離地面的平均高度是20200km。7、地面監(jiān)控部分按功能可分為 監(jiān)測站 、 主控站 和 注入站 三種。8、GPS接收機接收的衛(wèi)星信號有： 偽距觀測值 和 載波相位觀測值 及 衛(wèi)星廣播星歷 。9、根據(jù)測距原理，GPS衛(wèi)星定位方法有 偽距定位法 、 載波相位測量定位 和 GPS差分定位 。對于待定點位，根據(jù)接收機運動狀態(tài) 可分為 靜態(tài)定位 和 動態(tài)定位 。根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間 可分為 實時定位 和非實時定位 。10、在兩個測站上分別安置接收機，同步觀測相同的衛(wèi)星，以確定兩點間相對位置的定位方法稱為 相對定位 。11、載波相

3、位相對定位普遍采用將相位觀測值進行線性組合的方法。具體方法有三種，即 單差法 、 雙差法 和 三差法 。12、GPS差分定位系統(tǒng)由 基準站 、 流動站 和 無線電通信鏈 三部分組成。13、GPS測量實施過程與常規(guī)測量一樣包括 方案設(shè)計 、 外業(yè)測量 和 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理三部分。二、名詞解釋： 1、偽距單點定位-利用GPS接收機在某一時刻測定的四顆以上GPS衛(wèi)星偽距及從衛(wèi)星導航電文中獲得的衛(wèi)星位置,采用距離交會法求定天線所在的三維坐標.2、載波相位相對定位-用兩臺GPS接收機，分別安置在測線兩端(該測線稱為基線)，固定不動，同步接收GPS衛(wèi)星信號。利用相同衛(wèi)星的相位觀測值進行解算，求定基線端點在WG

4、S一84坐標系中的相對位置或基線向量。當其中一個端點坐標已知，則可推算另一個待定點的坐標。3、整周跳變-當GPS接收機在跟蹤衛(wèi)星進行載波相位測量過程中，若因某種原因引起對衛(wèi)星跟蹤短暫失鎖，如衛(wèi)星和接收機天線之間視線方向有阻擋物或接收機受到外界電磁干擾等，將造成載波相位整周觀測值的意外丟失現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為整周跳變。4、靜態(tài)定位-進行GPS定位時，接收機的天線始終處于靜止狀態(tài)，用GPS測定相對于地球不運動的點位。GPS接收機安置在該點上，接收數(shù)分鐘乃至更長時間，以確定其三維坐標，又稱為絕對定位。5、動態(tài)定位-進行GPS定位時，接收機的天線始終處于運動過程中，動態(tài)定位是確定運動物體的三維坐標。6、

5、偽距測量 -測定由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得的距離。7、載波相位測量 -是測定GPS衛(wèi)星載波信號到接收機天線之間的相位延遲8、GPS差分定位-是在已有精確地心坐標點安放GPS接收機(稱為基準站)，利用已知地心坐標和星歷計算GPS觀測值的校正值，并通過無線電通訊設(shè)備(稱為數(shù)據(jù)鏈)將校正值發(fā)送給運動中的GPS接收機(稱為流動臺)。流動臺利用校正值對自己的GPS觀測值進行修正，以消除上述誤差，從而提高實時定位精度。三、選擇題：(把正確的答案填入括號內(nèi))1、GPS的優(yōu)點有（ ABCD ）A 全球性、全天侯 B 高精度、快速實時三維導航 C 定位、測速和授時D 點間無需通

6、視、不建標等優(yōu)勢2、GPS定位的基本原理采用的方法是（ D ）A 側(cè)方交會 B 前方交會 C 單三角形 D 測邊后方交會3、GPS在測量中的用途( ABCD )A 大地測量 B 城市和礦山控制測量 C 建筑物變形測量 D 水下地形測量4、GPS動態(tài)差分有多種方法（ ABCD ）A 位置差分 B 偽距差分(RTD) C 載波相位實時差分(RTK) D 廣域差分5、GPS接收機按用途分（ ABCD ）A 導航型接收機 B 測地型接收機 C 授時型接收機 D 姿態(tài)測量型6、GPS接收機按接收機通道數(shù)分（ ABC ）A 多通道GPS接收機 B 序貫通道接收機 C 多路復用通道接收機7、GPS控制網(wǎng)的技

7、術(shù)設(shè)計是進行GPS測量的基礎(chǔ)，其內(nèi)容包括（ ABCD ）A 測區(qū)范圍 B 測量精度 C 提交成果方式 D 完成時間8、GPS網(wǎng)的布設(shè)通常有（ ABCD ）。A 點連式 B 邊連式 C 網(wǎng)連式 D 邊點混合式四、判斷題：（正確的劃“”，錯誤的劃“×”）（ ）1、衛(wèi)星從2萬公里高空向地面?zhèn)鬏敚罩薪?jīng)過電離層、對流層，會產(chǎn)生時延。所以接收機測的距離含有誤差。（ ） 2、GPS三維定位至少需要四顆衛(wèi)星，當?shù)孛娓叱桃阎獣r也可用三顆衛(wèi)星定位。（ ）3、衛(wèi)星同時在地平線以上至少有4顆，最多可達11顆。這樣的布設(shè)方案將保證在世界任何地方，任何時間，都可以進行實時三維定位。（ ）4、GPS衛(wèi)星主要功能

8、是接收并存儲由地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信息。（ ） 5、用戶設(shè)備是指用戶GPS接收機，其主要任務(wù)是捕獲衛(wèi)星信號,跟蹤并鎖定衛(wèi)星信號。（ ）6、用戶設(shè)備是指用戶GPS接收機，對接收的衛(wèi)星信號進行處理，測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機天線間的時間。（ ）7、以載波相位觀測值為主的相對定位法是當前GPS精密測量中普遍采用的方法。（ ）8、GPS網(wǎng)的精度指標通常是以網(wǎng)中相鄰點之間的距離誤差mD來表示。（ ）9、GPS控制網(wǎng)可以分級布設(shè)，也可以超級布設(shè)，或布設(shè)同級全面網(wǎng)。（ ）10、GPS測量時由于不需要點間通視，因此圖形設(shè)計靈活性比較大。（ ）11、GPS點雖然不需要通視，但是為了便于用常規(guī)方法聯(lián)測和擴展，

9、要求控制點至少與一個其他控制點通視，或者在控制點附近300m外布設(shè)一個通視良好的方位點，以便建立聯(lián)測方向。（× ）12、為了求定GPS網(wǎng)坐標與原有地面控制網(wǎng)坐標之間的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)，要求至少有四個GPS控制網(wǎng)點與地面控制網(wǎng)點重合。五、簡答題：1、GPS全球定位系統(tǒng)由哪些部分組成？各部分的作用是什么？答：全球定位系統(tǒng)(GPS)主要由空間衛(wèi)星部分(GPS衛(wèi)星星座)、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備三部分組成。1、GPS衛(wèi)星主要功能是接收并存儲由地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信息。接收并執(zhí)行主控站發(fā)出的控制命令，如調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)、啟用備用衛(wèi)星等。向用戶連續(xù)發(fā)送衛(wèi)星導航定位所需信息，如衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星健康狀態(tài)，以

10、及衛(wèi)星信號發(fā)射時間標準等。2、（1）監(jiān)測站主要任務(wù)是完成對GPS衛(wèi)星信號的連續(xù)觀測，并將搜集的數(shù)據(jù)和當?shù)貧庀笥^測資料經(jīng)處理后傳送到主控站。（2）主控站主控站設(shè)在美國本土科羅拉多空間中心。它除了協(xié)調(diào)管理地面監(jiān)控系統(tǒng)外，還負責將監(jiān)測站的觀測資料聯(lián)合處理推算衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣修正參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)編制成導航電文送到注入站。此外，它還可以調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預定軌道運行或啟用備用衛(wèi)星。(3)注入站其主要任務(wù)是將主控站編制的導航電文，通過直徑為3.6m的天線注入給相應(yīng)的衛(wèi)星。3,用戶處理是指用戶GPS接收機。其主要任務(wù)是捕獲衛(wèi)星信號，跟蹤并鎖定衛(wèi)星信號。對接收的衛(wèi)星信號進行處理，測量出GPS

11、信號從衛(wèi)星到接收機天線間的傳播時間。能譯出GPS衛(wèi)星發(fā)射的導航電文，實時計算接收機天線的三維坐標、速度和時間。2、闡述GPS衛(wèi)星定位原理？答：GPS衛(wèi)星定位原理是空間距離交會法。根據(jù)測距原理，其定位方法主要有偽距法定位、載波相位測量定位和GPS差分定位。對于待定點位，根據(jù)其運動狀態(tài)可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位。靜態(tài)定位是指用GPS測定相對于地球不運動的點位。(1)偽距觀測值及偽距單點定位 偽距單點定位速度快、無多值性問題，因此在運動載體的導航定位上仍應(yīng)用很廣泛。此外偽距還可以作為載波相位測量中解決整周模糊度的參考數(shù)據(jù)。(2)載波相位測量相對定位 其具體方法有三種，即單差法、雙差法和三差法.(3) GPS實時差分定位 (1)位置差分 2）偽距差分（RTD） (3)載波相位實時差分(RTK)3、GPS野外控制測量成果應(yīng)做哪幾項檢測？其限差要求是什么？答：每個時段同步環(huán)檢驗 環(huán)閉合差限差： 式中：規(guī)范中規(guī)定的中誤差； n同步環(huán)的點數(shù)。同步邊檢驗一條基線在不同時段觀測多次，有多個獨立基線值，這些邊稱為重復邊。任意兩個時段所得基線差應(yīng)小于相應(yīng)等級規(guī)定精度的倍。異步環(huán)檢