考試相關(guān)試題及基本概念

1、GPS原理及應(yīng)用模擬試題（1）一、填空（每空1分，共20分）1.子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用6顆衛(wèi)星，并都通過(guò)地球的 運(yùn)行。2.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C級(jí)網(wǎng)的相鄰點(diǎn)之間的平均距離為1510km，最大距離為 km。3.在GPS定位測(cè)量中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)的相位中心位置為準(zhǔn)的，所以天線的相位中心應(yīng)該與其 中心保持一致。 4.按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)包括 部分、 部分和 部分。5.在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇 投影方式6.從誤差來(lái)源分析，GPS測(cè)量誤差大體上可分為以下三類(lèi)： ， 和 。7.根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形

2、布設(shè)通常有 式、 式、網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合連接四種基本方式。選擇什么方式組網(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。8.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 。9.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 。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)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。11.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(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫 。12

3、.PDOP代表13.GPS工作衛(wèi)星的主體呈圓柱形，整體在軌重量為843.68，它的設(shè)計(jì)壽命為 年，事實(shí)上所有GPS工作衛(wèi)星均能超過(guò)該設(shè)計(jì)壽命而正常工作。14.用GPS定位的方法大致有四類(lèi)：多普勒法 、偽距法、射電干涉測(cè)量法、 。目前在測(cè)量工作中應(yīng)用的主要方法是靜態(tài)定位中的偽距法和載波相位測(cè)量法。15.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 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.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文2. 同步觀測(cè)環(huán)3.靜態(tài)定位4.GPS全球定位系統(tǒng)5.歲差三、問(wèn)答題（60分）1.試述WGS84坐標(biāo)系的幾何定義（8分）2.如何減弱多路徑誤差（8分）3.簡(jiǎn)述GPS網(wǎng)

4、的布網(wǎng)原則（9分）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）6.結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，論述GPS在GIS中的應(yīng)用（15分）模擬試題（1）參考答案一、填空（每空1分，共20分） 1） 南北極2） 403）幾何4）空間衛(wèi)星 地面監(jiān)控 用戶接收5）橫軸墨卡托投影6) 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 與接收機(jī)有關(guān)的誤差7) 點(diǎn)連 邊連8) WGS849)同步觀測(cè)10）電離層折射11）整周跳變12）空間位置圖形強(qiáng)度因子13） 7.514）載波相位測(cè)量法15）相對(duì)鐘差二、名詞解釋?zhuān)啃?/p>

5、題4分,共20分）1.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文答：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)。它主要包括：衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕捉P碼的信息。2. 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)所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)。3.靜態(tài)定位答：如果在定位時(shí)，接收機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過(guò)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)定位。4.GPS全球定位系統(tǒng)答：GPS全球定位系統(tǒng)是一個(gè)空基全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間獲取一個(gè)通用參照系中的位置，速度和時(shí)間信息的要求。5.歲差答：在日月引力和其他天體引力對(duì)地球

6、隆起部分的作用下，地球自轉(zhuǎn)軸方向不再保持不變，這使春分點(diǎn)在黃道上產(chǎn)生緩慢的西移現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在天文學(xué)中稱為歲差。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

7、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、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GP

8、S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。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）偽距觀測(cè)方程 drion：電離層延遲改正； drtrop：對(duì)流層延遲改正。載波相位偽距觀測(cè)方程：載波相位觀測(cè)值（cycle）；：載波波長(zhǎng)（m）：站星距（m）；c ：真空中的光速（m/s）：接收機(jī)鐘差（s）； ：衛(wèi)星鐘差（s）：對(duì)流層折射（m）； ：電離層折射（m）：衛(wèi)星星歷誤差（m）； ：整周模糊

9、度 （cycle）；t ：觀測(cè)歷元時(shí)刻。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GPS測(cè)量規(guī)范來(lái)進(jìn)行的。它的總的原則是，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；（3）儀器因素；（4）后勤因素。6.結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，論述GPS在GIS中的應(yīng)用（15分）GPS原理及應(yīng)用模擬試題（2）一、填空（每空1分，共20分） 1按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)包括 部分、 部分和 部分。2在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇 投影方式3從誤差來(lái)源分析，GPS

10、測(cè)量誤差大體上可分為以下三類(lèi)： ， 和 。4根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有 式、 式、網(wǎng)連及邊點(diǎn)混合連接四種基本方式。選擇什么方式組網(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。5VDOP代表6當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)360時(shí)，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行兩圈，環(huán)繞地球運(yùn)行一圈的時(shí)間為 小時(shí)58分。地面的觀測(cè)者每天可提前4min見(jiàn)到同一顆衛(wèi)星，可見(jiàn)時(shí)間約為 小時(shí)。這樣，觀測(cè)者至少能觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，最多可觀測(cè)到11顆衛(wèi)星。7利用GPS進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為 定位和 定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分為 定位和 定位。8GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的

11、衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采取 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。9GPS信號(hào)接收機(jī)，按用途的不同，可分為 型、 和 等三種。二、名詞解釋?zhuān)啃☆}4分,共20分）1.GPS全球定位系統(tǒng)2星歷誤差3SA技術(shù)4偽距三、問(wèn)答題（60分）1.簡(jiǎn)述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則（12分）2什么是相對(duì)論效應(yīng)？（8分）3簡(jiǎn)述衛(wèi)星大地測(cè)量的作用。（10分）4簡(jiǎn)述GPS衛(wèi)星的主要作用。（10分）5結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，論述GPS在GIS中的應(yīng)用（20分） GPS原理及應(yīng)用模擬試題（2）參考答案一、填空（每空1分，共20分） 1）空間衛(wèi)星 地面監(jiān)控 用戶接收2）橫軸墨卡托投影3）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 與

12、接收機(jī)有關(guān)的誤差4）點(diǎn)連 邊連5）垂直分量精度因子6）11 57）靜態(tài) 動(dòng)態(tài) 單點(diǎn) 相對(duì)8） 空間距離后方交會(huì)9） 導(dǎo)航 測(cè)地型 授時(shí)型二、名詞解釋?zhuān)啃☆}5分,共20分）1.GPS全球定位系統(tǒng)答：GPS全球定位系統(tǒng)是一個(gè)空基全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間獲取一個(gè)通用參照系中的位置，速度和時(shí)間信息的要求。2星歷誤差答：實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差。星歷誤差是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小主要取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀測(cè)值的數(shù)量及精度、軌道計(jì)算時(shí)所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度等。3SA技術(shù)答：其主要內(nèi)容是：（1）在廣播星歷中有意地加入誤差，使定位中的已知

13、點(diǎn)（衛(wèi)星）的位置精度大為降低；（2）有意地在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號(hào)中加入誤差，使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化，導(dǎo)致測(cè)距精度大為降低。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。三、問(wèn)答題（60分）1.簡(jiǎn)述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則（12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

14、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。2什么是相對(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。模

15、擬試題（5）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，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

16、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。8C/A碼的碼長(zhǎng)較短，易于捕獲，但碼元寬度較大，測(cè)距精度較低，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

17、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GPS2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）5GPS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、判斷題（每小題2分,共20分）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 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

18、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

19、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。2載波相位測(cè)量方程以及個(gè)參數(shù)代表的意思（12分）：載波相位觀測(cè)值（cycle）；：載波波長(zhǎng)（m）：站星距（m）；c ：真空中的光速（m/s）：接收機(jī)鐘差（s）； ：衛(wèi)星鐘差（s）：對(duì)流層折射（m）； ：電離層折射（m）：衛(wèi)星星歷

20、誤差（m）； ：整周模糊度 （cycle）；t ：觀測(cè)歷元時(shí)刻。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(guò)在衛(wèi)星間求一次差來(lái)消除接收

21、機(jī)的鐘差。5GPS基線向量網(wǎng)的設(shè)計(jì)原則（20分）答：1）選點(diǎn)原則a.為保證對(duì)衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤觀測(cè)和衛(wèi)星信號(hào)的質(zhì)量，要求測(cè)站上空應(yīng)盡可能的開(kāi)闊，在1015高度角以上不能有成片的障礙物。b.為減少各種電磁波對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的干擾，在測(cè)站周?chē)s200m的范圍內(nèi)不能有強(qiáng)電磁波干擾源，如大功率無(wú)線電發(fā)射設(shè)施、高壓輸電線等。c.為避免或減少多路徑效應(yīng)的發(fā)生，測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離對(duì)電磁波信號(hào)反射強(qiáng)烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。d.為便于觀測(cè)作業(yè)和今后的應(yīng)用，測(cè)站應(yīng)選在交通便利，上點(diǎn)方便的地方。e.測(cè)站應(yīng)選擇在易于保存的地方。2) 提高可靠性的原則:增加觀測(cè)期數(shù)（增加獨(dú)立基線數(shù)）。保證一定的重復(fù)設(shè)站次數(shù)。保證每

22、點(diǎn)與三條以上的獨(dú)立基線相連最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6。3）提高精度的原則:網(wǎng)中距離較近的點(diǎn)一定要進(jìn)行同步觀測(cè)，以獲得它們間的直接觀測(cè)基線。建立框架網(wǎng)。最小異步環(huán)邊數(shù)不大于6 。適當(dāng)引入高精度測(cè)距邊。若要進(jìn)行高程擬合，水準(zhǔn)點(diǎn)密度要高，分布要均勻，且要將擬合區(qū)域包圍起來(lái)。適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，增加觀測(cè)時(shí)段。選取適當(dāng)數(shù)量的已知點(diǎn)，已知點(diǎn)分布均勻。GPS原理及應(yīng)用模擬試題（3）一、填空（每空1分，共20分） 1按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)包括 部分、 部分和 部分。2HDOP代表3利用GPS進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為 定位和 定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，

23、又可分為 定位和 定位。4GPS信號(hào)接收機(jī)，按用途的不同，可分為 型、 和 等三種。5用GPS定位的方法大致有四類(lèi)： 、偽距法、射電干涉測(cè)量法、 。目前在測(cè)量工作中應(yīng)用的主要方法是靜態(tài)定位中的偽距法和載波相位測(cè)量法。6數(shù)據(jù)碼即導(dǎo)航電文，它包含著衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星 、時(shí)間系統(tǒng) 運(yùn)行狀態(tài)、軌道攝動(dòng)改正、大氣折射改正、由C/A碼捕獲P碼的信息等。7動(dòng)態(tài)定位是用GPS信號(hào) 地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的位置。按照接收機(jī)載體的運(yùn)行速度，又將動(dòng)態(tài)定位分成低動(dòng)態(tài)、中等動(dòng)態(tài)、高動(dòng)態(tài)三種形式。8GPS網(wǎng)一般是求得測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，其中高程為 高，而實(shí)際應(yīng)用的高程系統(tǒng)為 高系統(tǒng)。9利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱 折射對(duì)觀測(cè)量的影響，

24、基線長(zhǎng)度不受限制，所以定位精度和作業(yè)效率較高。10GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采取 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。二、名詞解釋?zhuān)啃☆}4分,共20分）1偽距2相對(duì)論效應(yīng)3軌道攝動(dòng)4極移5單點(diǎn)定位三、問(wèn)答題（60分）1簡(jiǎn)述衛(wèi)星大地測(cè)量的作用。（10分）2簡(jiǎn)述GPS衛(wèi)星的主要作用。（10分）3如何重建載波？其方法和作用如何？（10分）4GPS誤差來(lái)源（12分）5GPS的應(yīng)用（16分）GPS原理及應(yīng)用模擬試題（3）參考答案一、填空（每空1分，共20分） 1）空間衛(wèi)星 地面監(jiān)控 用戶接收2）水平分量精度因子3）靜態(tài) 動(dòng)態(tài) 單點(diǎn) 相對(duì)4） 導(dǎo)航 測(cè)地型 授時(shí)型5）多

25、普勒法 載波相位測(cè)量法6） 工作狀態(tài) 衛(wèi)星鐘7） 實(shí)時(shí)8）大地 正常9） 電離層10） 空間距離后方交會(huì)二、名詞解釋?zhuān)啃☆}4分,共20分）1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。2相對(duì)論效應(yīng)答：GPS衛(wèi)星在高20200km的軌道上運(yùn)行，衛(wèi)星鐘受狹義相對(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。3軌道攝動(dòng)答：衛(wèi)星的真實(shí)軌道與正常軌道之間的差異，稱為軌道攝動(dòng)。4極移答：地

26、球瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時(shí)間而變，稱為地極移動(dòng)，簡(jiǎn)稱極移5單點(diǎn)定位答：僅單獨(dú)利用一臺(tái)接收機(jī)確定待定點(diǎn)在地固坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置的方法三、問(wèn)答題（60分）1簡(jiǎn)述衛(wèi)星大地測(cè)量的作用。（10分）答：衛(wèi)星大地測(cè)量的作用分為如下幾方面：（1）精確測(cè)定地面點(diǎn)地心（質(zhì)心）坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)，從而能夠?qū)⑷虼蟮鼐W(wǎng)連成整體，建成全球統(tǒng)一的大地測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)。（2）精確測(cè)量地球的大小和形狀、地球外部引力場(chǎng)、地極運(yùn)動(dòng)、大陸板塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及大地水準(zhǔn)面的形狀，為大地測(cè)量和其他科學(xué)技術(shù)服務(wù)。（3）廣泛地應(yīng)用于空中和海上導(dǎo)航，地質(zhì)礦產(chǎn)勘探及軍事等方面。2簡(jiǎn)述GPS衛(wèi)星的主要作用。（10分）答：GPS衛(wèi)星的主要作用有三方面：（1）

27、接收地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文和其它信號(hào)；（2）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；（3）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。3如何重建載波？其方法和作用如何？（12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)星電文，但用戶必須知道測(cè)距

28、碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無(wú)須掌握測(cè)距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號(hào)而無(wú)法獲得測(cè)距碼和衛(wèi)星電文。4GPS誤差來(lái)源（12分）答：1）與衛(wèi)星有關(guān)的誤差：衛(wèi)星軌道誤差，衛(wèi)星鐘差，相對(duì)論效應(yīng)2與傳播途徑有關(guān)的誤差：電離層延遲，對(duì)流層延遲，多路徑效應(yīng)3與接收設(shè)備有關(guān)的誤差，接收機(jī)天線相位中心的偏差和變化，接收機(jī)鐘差，接收機(jī)內(nèi)部噪聲5GPS的應(yīng)用（16分）參考答案：1）軍事、國(guó)防 2）陸路交通（車(chē)輛導(dǎo)航、監(jiān)控）、航運(yùn)、航空3搜索、救援 4）氣象觀測(cè) 5）遙感 6）測(cè)量 7）衛(wèi)星定軌 8資源勘探 9）通訊 10）廣播、電視 11）電力 12）時(shí)間傳遞GPS測(cè)量原理及應(yīng)用試卷姓名 班級(jí) 分?jǐn)?shù) 一、 填空題（20分

29、）1、全球定位系統(tǒng)GPS主要由 、 和 部分組成。2、坐標(biāo)系統(tǒng)可劃分為兩大類(lèi)坐標(biāo)系 、 。3、坐標(biāo)系統(tǒng)是由 、 和 所定義的。在GPS測(cè)量中，坐標(biāo)系的原點(diǎn)一般取 。4、采用國(guó)際上5個(gè)緯度服務(wù)站，以1900年至1905年的平均緯度所確定的平均地極位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)稱為： 。5、參數(shù) 和 唯一地確定了衛(wèi)星軌道的形狀、大小以及衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)位置。6、從衛(wèi)星S發(fā)出一載波信號(hào)，該信號(hào)向各處傳播。設(shè)某一瞬間，該信號(hào)在接收機(jī)R處的相位為 ，在衛(wèi)星S處的相位為 ，若載波的波長(zhǎng)為，則衛(wèi)星S至接收機(jī)R間的距離為： 。7、接收機(jī)的載波頻率分類(lèi)，接收機(jī)可分： ； 。8、GPS接收機(jī)采集記錄的是 、 和 。9、G

30、PS數(shù)據(jù)處理過(guò)程大致分為： 、 。二、 判斷題（10分）1空間衛(wèi)星星座是由24顆衛(wèi)星組成，其中包括3顆備用衛(wèi)星。 2GAST的角度以春分點(diǎn)為參考點(diǎn)，由它的周日視運(yùn)動(dòng)所確定的角度。 3參考星歷即相應(yīng)參考?xì)v元的衛(wèi)星開(kāi)普勒軌道根數(shù)。 4單點(diǎn)定位可以理解為一個(gè)前方交會(huì)，衛(wèi)星充當(dāng)軌道上運(yùn)動(dòng)的控制點(diǎn)，觀測(cè)值為衛(wèi)星至測(cè)站的距離。 5站間單差消除了與接收機(jī)有關(guān)的誤差，站間距不大時(shí)可消除大部分大氣誤差 6異步觀測(cè)環(huán)即在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有異步獨(dú)立基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測(cè)環(huán)，簡(jiǎn)稱異步環(huán)。 7多路經(jīng)效應(yīng)就是說(shuō)在觀測(cè)過(guò)程中由于外界的干擾，使觀測(cè)信號(hào)中斷或產(chǎn)生多種信號(hào)，GPS接收機(jī)不能正常工

31、作的這種現(xiàn)象，稱為多路經(jīng)效應(yīng)。 8雙頻接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可通過(guò)兩個(gè)頻率計(jì)算出衛(wèi)星到地面的距離，因此不需要解算整周模糊度。 9動(dòng)態(tài)相對(duì)定位，即將一臺(tái)接收機(jī)安置在一個(gè)固定的觀測(cè)站上，而另一臺(tái)安置在運(yùn)動(dòng)的載體上，進(jìn)行同步觀測(cè)，以確定運(yùn)動(dòng)體相對(duì)于基準(zhǔn)站的瞬時(shí)位置。 10在RTK測(cè)量過(guò)程是一臺(tái)儀器安置在基準(zhǔn)站，兩臺(tái)流動(dòng)站，數(shù)據(jù)通過(guò)電臺(tái)進(jìn)行傳遞。 三、 名詞解釋?zhuān)?0分）1世界時(shí)、協(xié)調(diào)世界時(shí)2預(yù)報(bào)星歷(廣播星歷)和后處理星歷（精密星歷）3偽隨機(jī)噪聲碼的特點(diǎn)4整數(shù)解(或固定解)5整周跳變6整周計(jì)數(shù)四、 問(wèn)答題（40分）1.天球坐標(biāo)系與地球坐標(biāo)系有什么區(qū)別？（6分）2.接收機(jī)是如何獲得測(cè)距碼時(shí)間延遲？（7分）3.

32、三差的含義是什么？應(yīng)用非差模型進(jìn)行定位時(shí)，主要考慮哪些誤差的影響？（8分）4.GPS網(wǎng)有幾種布網(wǎng)形式？各有什么特點(diǎn)？（6分）5.GDOP、ratio、rms是什么含義？（6分）6.舉例詳細(xì)說(shuō)明GPS系統(tǒng)在專(zhuān)業(yè)中的一個(gè)應(yīng)用（7）一、填空題（每空1分，共22分）1、一般來(lái)說(shuō)，衛(wèi)星大地測(cè)量包括（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）六種技術(shù)。2、GPS系統(tǒng)的三大組成部分分別是（ ）（ ）（ ）。3、從誤差來(lái)源分析，GPS測(cè)量誤差大體上可分為以下三類(lèi)：（ ）（ ）（ ）。4、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS測(cè)量系統(tǒng)（RTK GPS）的構(gòu)成主要包括三部分：（ ）（ ）（ ）。5、根據(jù)作業(yè)時(shí)采用的接收機(jī)硬件和軟件及作業(yè)時(shí)間等不

33、同，相對(duì)定位一般被分為（ ）（ ）（ ）（ ）四種模式。6、GPS三維基線向量網(wǎng)平差常采用以下三種平差類(lèi)型：（ ）（ ）（ ）。二、名詞解釋?zhuān)款}2分，共16分）1、基線向量； 2、偽距； 3、（衛(wèi)星的）無(wú)攝運(yùn)動(dòng)； 4、導(dǎo)航電文； 5、差分GPS； 6、衛(wèi)星星歷； 7、協(xié)調(diào)世界時(shí)； 8、空間位置精度因子。三、判斷正誤題（每題1分，共8分；正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“”）1、（ ）GPS測(cè)得的站星之間的偽距就是指GPS衛(wèi)星到地面測(cè)站之間的幾何距離。2、（ ）GPS的測(cè)距碼（C/A碼和P碼）是偽隨機(jī)噪聲碼。3、（ ）GPS的空間部分（衛(wèi)星星座部分）由21顆工作衛(wèi)星、3顆備用衛(wèi)星組成，均勻分布在6個(gè)軌道上。4、（ ）在載波相位雙差（先測(cè)站之間求差，后衛(wèi)星之間求差）觀測(cè)方程中，整周未知數(shù)已被消去。5、（ ）與衛(wèi)星有關(guān)的GPS定位誤差有：衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差和相對(duì)論效應(yīng)誤差。6、（ ）GPS定位直接獲得的高程是似大地水準(zhǔn)面上的正常高。7、（ ）GPS靜態(tài)定位之所以需要觀測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間，其主要目的是為了削弱衛(wèi)星星歷誤差的影響。8、（ ）GPS定位觀測(cè)的精度主要取決于觀測(cè)衛(wèi)星的空間圖形結(jié)構(gòu)。四、簡(jiǎn)答題（第7題6分，其余各題每題8分，共54分）1、試述全球定位系統(tǒng)（GPS）的組成以及各部分在導(dǎo)航定位中的作用。2、試敘述GPS