單差、雙差、三差2匯總

1、.靜態(tài)相對(duì)定位中，在衛(wèi)星之間求一次差可有效消除或削弱的誤差項(xiàng)為：AA.衛(wèi)星鐘差B.電離層延遲誤差C.星歷誤差D.接收機(jī)鐘差.什么是單差、雙差和三差，它們各有什么特點(diǎn)？答：將直接觀測(cè)值相減，所獲得的結(jié)果被當(dāng)做虛擬觀測(cè)值，稱為載波相位觀測(cè)值的單差。包括 在衛(wèi)星間求一次差，在接收機(jī)間求一次差，在不同歷元間求一次差三種求差法。在載波相位測(cè) 量的一次求差基礎(chǔ)上繼續(xù)求差所獲得的結(jié)果被當(dāng)成虛擬觀測(cè)值，稱為雙差。常見的二次求差也 有三種：在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差；在接收機(jī)和歷元間求二次差；在衛(wèi)星和歷元間求二次差。 二次差仍可繼續(xù)求差，稱為求三次差。只有一種三次差，即在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次差?？紤]到GPS

2、定位的誤差源，實(shí)際上廣為采用的求差法有三種：在接收機(jī)間求一次差，在接收 機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次差。他們各自的特點(diǎn)分別是：1）在接收機(jī)間求一次差：可以消除衛(wèi)星鐘差；接收機(jī)鐘差參數(shù)數(shù)量減少，但并不能消除接收 機(jī)鐘差；衛(wèi)星星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層延遲等的影響也可得以減弱。2）在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差：衛(wèi)星鐘差被消去；接收機(jī)相對(duì)鐘差也被消去；在每個(gè)歷元中 雙差觀測(cè)方程的數(shù)量均比單差觀測(cè)方程少一個(gè)；參數(shù)較少用一般的計(jì)算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)處理工 作。3）在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次差：在二次差的基礎(chǔ)上進(jìn)一步消去了整周模糊度參數(shù)，但 這并沒有多少實(shí)際意義；三差解是一種浮點(diǎn)解；三差方

3、程的幾何強(qiáng)度較差。一般在GPS測(cè)量中廣泛采用雙差固定解而不采用三差解，通常僅被當(dāng)做較好的初始值，或用于解決整周跳變的探 測(cè)與修復(fù)、整周模糊度的確定等問題。.為什么在一般的GPS定位中廣泛采用雙差觀測(cè)值？答:由于雙差觀測(cè)存在以下的優(yōu)點(diǎn)：消去了衛(wèi)星鐘差；接收機(jī)相對(duì)鐘差也被消去；在每個(gè)歷元中雙 差觀測(cè)方程的數(shù)量均比單差觀測(cè)方程少一個(gè)；參數(shù)大大減少，用一般的計(jì)算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)處理工作。.為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？答:在載波測(cè)量中，多余參數(shù)的數(shù)量往往非常多，這樣數(shù)據(jù)處理的工作量十分龐大，對(duì)計(jì)算機(jī)及作業(yè)人員的素質(zhì)也會(huì)提出較高的要求。止匕外，未知參數(shù)過多使得解的穩(wěn)定性減弱。而通過觀測(cè)值

4、相減即求差法可消除多余觀測(cè)數(shù)，從而大大降低了工作量.什么是寬巷觀測(cè)值？如何利用寬巷觀測(cè)值？答:寬巷觀測(cè)值/iif料為兩個(gè)不同頻率的載波(Li,L2)相位觀測(cè)值間的一種線性組合，即四擊加物-物。其對(duì)應(yīng)的頻率為.二.二二 Jzi fn =347 22MHz ,對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng) 為 人阮左皿史8- 19cm.,對(duì)應(yīng)的整周模糊度為 widekme - NL 由于寬巷觀測(cè)值的波長(zhǎng)達(dá) 86cm,利用它可以很容易準(zhǔn)確確定其整周模糊度，進(jìn)而準(zhǔn)確確定 Ni 和N2。GPSiM差GPS測(cè)量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計(jì)算同一時(shí)刻地面接收設(shè)備到多顆 衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會(huì)方法，來確定地面點(diǎn)的三

5、維坐標(biāo)。因此，對(duì)于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號(hào)傳播過程和地面接收設(shè)備都會(huì)對(duì)GPS測(cè)量產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差；與接收設(shè)備有關(guān)的誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差(1)衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差是指衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星實(shí)際位置間的偏差，由于衛(wèi)星空間位置是由地面監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星測(cè)軌結(jié)果計(jì)算求得的，所以又稱為衛(wèi)星軌道誤差。它是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小取決于衛(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。星歷誤差是GPS測(cè)量的重要誤差來源.(2)衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差是指 GPS衛(wèi)星時(shí)鐘與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差別。為了保證

6、時(shí)鐘的精度， GPS衛(wèi) 星均采用高精度的原子鐘，但它們與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的偏差和漂移和漂移總量仍在 1ms 0.1ms以內(nèi)，由此引起的等效誤差將達(dá)到 300km30km。這是一個(gè)系統(tǒng)誤差必須加于修正。(3) SA干擾誤差SA誤差是美國軍方為了限制非特許用戶利用GPS進(jìn)行高精度點(diǎn)定位而采用的降低系統(tǒng)精度的政策，簡(jiǎn)稱 SA政策，它包括降低廣播星歷精度的技術(shù)和在衛(wèi)星基本頻率上附加一隨機(jī)抖動(dòng)的 8技術(shù)。實(shí)施SA技術(shù)后，SA誤差已經(jīng)成為影響 GPS定位誤差的最主要 因素。雖然美國在2000年5月1日取消了 SA,但是戰(zhàn)時(shí)或必要時(shí)， 美國可能恢復(fù)或采用類似 的干擾技術(shù)。(SA技術(shù)其主要內(nèi)容是：1.在廣播

7、星歷中有意地加入誤差 ，使定位中白已知點(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)相對(duì)論效應(yīng)的影響這是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)所處的狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)速度和重力位)不同引起的衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間的相對(duì)誤差。編輯本段與傳播途徑有關(guān)的誤差(1)電離層折射在地球上空距地面50100 km之間的電離層中，氣體分子受到太陽等天體各種射線輻 射產(chǎn)生強(qiáng)烈電離，形成大量的自由電子和正離子。當(dāng) GPS信號(hào)通過電離層時(shí)，與其他電磁波 一樣，信號(hào)的路徑要發(fā)生彎曲，傳播速度也會(huì)發(fā)生變化，從而使測(cè)量的距離發(fā)生偏差，這種影響 稱為電離層折射。對(duì)于電離

8、層折射可用3種方法來減弱它的影響：利用雙頻觀測(cè)值，利用不 同頻率的觀測(cè)值組合來對(duì)電離層的延尺進(jìn)行改正。利用電離層模型加以改正。利用同步觀測(cè)值求差，這種方法對(duì)于短基線的效果尤為明顯。(2)對(duì)流層折射對(duì)流層的高度為40km以下的大氣底層，其大氣密度比電離層更大，大氣狀態(tài)也更復(fù)雜。 對(duì)流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能，其溫度隨高度的增加而降低。GPS信號(hào)通過對(duì)流層時(shí)，也使傳播的路彳5發(fā)生彎曲，從而使測(cè)量距離產(chǎn)生偏差，這種現(xiàn)象稱為對(duì)流層折射。減弱對(duì) 流層折射的影響主要有 3種措施：采用對(duì)流層模型加以改正，其氣象參數(shù)在測(cè)站直接測(cè)定。 引入描述對(duì)流層影響的附加待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中一并求得。利用同步觀測(cè)

9、量求差。(3)多路徑效應(yīng)測(cè)站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)(反射波)進(jìn)入接收機(jī)天線，將和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)(直接波)產(chǎn)生干涉，從而使觀測(cè)值偏離，產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。這種由于多路徑的信號(hào)傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng)。減弱多路徑誤差的方法主要有：選擇合適的站址。測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中，應(yīng)離開高層建筑物。選擇較好的接收機(jī)天線，在天線中設(shè)置徑板，抑制極化特性不同的反射信號(hào)編輯本段 與GPS接收機(jī)有關(guān)的誤差(1)接收機(jī)鐘差GPS接收機(jī)一般采用高精度的石英鐘，接收機(jī)的鐘面時(shí)與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的差異稱 為接收機(jī)鐘差。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)，并認(rèn)為各觀測(cè)時(shí)刻

10、的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，在數(shù)據(jù)處理中與觀測(cè)站的位置參數(shù)一并求解，可減弱接收機(jī)鐘差的 影響。(2)接收機(jī)的位置誤差接收機(jī)天線相位中心相對(duì)測(cè)站標(biāo)石中心位置的誤差，叫接收機(jī)位置誤差。其中包括天線置平和對(duì)中誤差，量取天線高誤差。在精密定位時(shí)，要仔細(xì)操作，來盡量減少這種誤差影響。 在 變形監(jiān)測(cè)中，應(yīng)采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀測(cè)墩。相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而 有所變化，這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如 何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。在實(shí)際工作中若使用同一類天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)測(cè)站同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星，可通過觀測(cè)值求差來減弱相位偏移的影響

11、。但這時(shí)各測(cè)站的天線均應(yīng)按天線附有的方位標(biāo)進(jìn)行定向，使之根據(jù)羅盤指向磁北極。(3)接收機(jī)天線相位中心偏差在GPS測(cè)量時(shí)，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應(yīng)保持一致。但是觀測(cè)時(shí)天線的相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向 不同而有所變化，這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。編輯本段差分GPS(DGPS)原理根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式可將差分GPS定位分為三類，即：位置差分、偽距差分和相位差分。這三類差分方式的工作原理是相同的，即都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)， 由用戶站接

12、收并對(duì)其測(cè)量結(jié)果進(jìn)行改正，以獲得精確的定位結(jié)果。 所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣，其差分定位精度也不同。編輯本段 位置差分原理這是一種最簡(jiǎn)單的差分方法，任何一種GPS接收機(jī)均可改裝和組成這種差分系統(tǒng)。安裝在基準(zhǔn)站上的 GPS接收機(jī)觀測(cè)4顆衛(wèi)星后便可進(jìn)行三維定位，解算出基準(zhǔn)站的坐 標(biāo)。由于存在著軌道誤差、時(shí)鐘誤差、 SA影響、大氣影響、多徑效應(yīng)以及其他誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是不一樣的，存在誤差?；鶞?zhǔn)站利用數(shù)據(jù)鏈將此改正數(shù)發(fā)送出去，由用戶站接收，并且對(duì)其解算的用戶站坐標(biāo)進(jìn)行改正。最后得到的改正后的用戶坐標(biāo)已消去了基準(zhǔn)站和用戶站的共同誤差，例如衛(wèi)星軌道誤 差、SA影響、大氣影響

13、等，提高了定位精度。以上先決條件是基準(zhǔn)站和用戶站觀測(cè)同一 組衛(wèi)星的情況。 位置差分法適用于用戶與基準(zhǔn)站間距離在 100km以內(nèi)的情況。編輯本段偽距差分原理偽距差分是目前用途最廣的一種技術(shù)。幾乎所有的商用差分 GPS接收機(jī)均采用這種技術(shù)。國際海事無線電委員會(huì)推薦的 RTCM SC-104也采用了這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)要求得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計(jì)算出的距離與含有誤差的 測(cè)量值 加以比較。利用一個(gè)a - 3濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將所有衛(wèi)星的測(cè)距誤差傳輸 給用戶，用戶利用此測(cè)距誤差來改正測(cè)量的偽距。最后，用戶利用改正后的 偽距來解出本身的位置，就可消去公共誤差，提高定位精度。

14、與位置差分相似，偽距差分能將兩站公共誤差抵消，但隨著用戶到基準(zhǔn)站距離的增加 又出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差，這種誤差用任何差分法都是不能消除的。用戶和基準(zhǔn)站之間的距離對(duì) 精度有決定性影響。編輯本段載波相位差分原理測(cè)地型接收機(jī)利用 GPS衛(wèi)星載波相位進(jìn)行的靜態(tài)基線測(cè)量獲得了很高的精度(10-610-8)。但為了可靠地求解出相位模糊度，要求靜止觀測(cè)一兩個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。這樣就限制了在工程作業(yè)中的應(yīng)用。于是探求快速測(cè)量的方法應(yīng)運(yùn)而生。例如，采用整周模糊度快速逼近技術(shù)(FARA)使基線觀測(cè) 時(shí)間縮短到5分鐘，采用準(zhǔn)動(dòng)態(tài)(stop and go ),往返重復(fù) 設(shè)站(re-occupation )和動(dòng)態(tài)(kinemat

15、ic ) 來提高GPS作業(yè)效率。這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)推 動(dòng)精密GPS測(cè)量起了促進(jìn)作用。但是，上述這些作業(yè)方式都是事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時(shí)提交成果和實(shí)時(shí)評(píng)定成果質(zhì)量，很難避免出現(xiàn)事后檢查不合格造成的返工現(xiàn)象。差分GPS的出現(xiàn)，能實(shí)時(shí)給定載體的位置，精度為米級(jí)，滿足了引航、水下測(cè)量等工 程的要求。位置差分、偽距差分、偽距差分相位平滑等技術(shù)已成功地用于各種作業(yè)中。隨之而來的是更加精密的測(cè)量技術(shù)一載波相位差分技術(shù)。載波相位差分技術(shù)又稱為 RTK技術(shù)(real time kinematic ),是建立在實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè) 站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實(shí)時(shí)提供觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級(jí)的高精度。與偽距差分原理

16、相同，由基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)將其載波觀測(cè)量及站坐標(biāo)信息一同傳送給用戶站。用戶站接收GPS衛(wèi)星的載波相位 與來自基準(zhǔn)站的載波相位，并組成相位差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，能實(shí)時(shí)給出厘米級(jí)的定位結(jié)果。實(shí)現(xiàn)載波相位差分 GPS的方法分為兩類：修正法和差分法。前者與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相位修正量發(fā)送給用戶站，以改正其載波相位，然后求解坐標(biāo)。后者將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給 用戶臺(tái)進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。前者為準(zhǔn)RTK技術(shù)，后者為真正的 RTK技術(shù)。RTK和在此基礎(chǔ)上發(fā)展的 VRS在有效范圍內(nèi)都能達(dá)到厘米級(jí)的定位精度。要確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置。首先，要通過深思熟慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)衛(wèi)星運(yùn)行軌道，而且， 要由監(jiān)測(cè)站通過

17、各種手段，連續(xù)不斷監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)，適時(shí)發(fā)送控制指令， 使衛(wèi)星保持在正確的運(yùn)行軌道。將正確的運(yùn)行軌跡編成星歷，注入衛(wèi)星，且經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送給GPS接收機(jī)。正確接收每個(gè)衛(wèi)星的星歷，就可確知衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。這個(gè)問題解決了，接下來就要解決準(zhǔn)確測(cè)定地球上某用戶至衛(wèi)星的距離。衛(wèi)星是遠(yuǎn)在 地球上層空間，又是處在運(yùn)動(dòng)之中， 我們不可能象在地上量東西那樣用尺子來量，那么又是如何來做的呢？如何測(cè)定衛(wèi)星至用戶的距離編輯本段GPS的6種誤差GPS導(dǎo)航定位包括下列六種誤差 ：. TOC o 1-5 h z 星歷誤差一予報(bào)的衛(wèi)星位置的誤差；.衛(wèi)星鐘差一予報(bào)的衛(wèi)星鐘差，包才SA；電離層誤差一由于電離層效應(yīng)引起的觀測(cè)值的誤差

18、；對(duì)流層誤差一由于對(duì)流層效應(yīng)引起的觀測(cè)值的誤差；多徑誤差一由于反射信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)天線引起的觀測(cè)值的誤差；接收機(jī)誤差一由于熱噪聲、軟件和各通道之間的偏差引起的觀測(cè)值誤差。.目前正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的（GPS）和俄羅斯的（GLONASS）。我 國的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為 （北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計(jì)劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定 位 系統(tǒng)稱為（GALILEO ）。. GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控制部分）和（用戶部分）三部分組成。.按用途將 GPS接收機(jī)分為（導(dǎo)航型接收機(jī)）、（測(cè)地型接收機(jī)）和（授時(shí)型接收機(jī)）三 種。.根據(jù)測(cè)距的原理，可將GPS定位的方法分為（偽距法定位）、載波相位

19、測(cè)量定位和（差 分GPS定位）三種。. GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)是由載波、（測(cè)距碼）和（導(dǎo)航電文）三部分組成的。.廣域差分可糾正的誤差種類包括（星歷誤差）、（大氣延時(shí)誤差）和（衛(wèi)星鐘差誤差 ）。.單站差分 GPS按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（位置差分）、（偽距差分）和相位差分。. GPS測(cè)量中，減弱電離層影響的措施包括（利用雙頻觀測(cè)）、（利用電離層改正模型）和利用同步觀測(cè)求差。. GPS測(cè)量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括 （衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤差 ）和（相對(duì) 論效應(yīng)）。.多路徑誤差的大小取決于（間接波的強(qiáng)弱）和（用戶接收天線抗御間接波的能力 ）。1.GPS全球定位系統(tǒng)具有全能性、全球性、

20、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。2.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。3.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。4.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。5.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。6

21、.我國目前常用的兩個(gè)國家大地坐標(biāo)系是（1954年北京坐標(biāo)系）和（1980年國家大地坐 標(biāo)系）。7.北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由（兩顆地球靜止同步衛(wèi)星 ）和（顆在軌道備份衛(wèi) 星）組成。8.GPS使用L波段的兩種載波波長(zhǎng)分別是（ 19cm ）和（24cm ）。（只保留整數(shù)部分）9.（基準(zhǔn)）和（坐標(biāo)系）兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考系統(tǒng).測(cè)距方法分為（雙程測(cè)距）和（單程測(cè)距）。. （C/A ）碼目前只被調(diào)制在 L1上。.回避法所針對(duì)的誤差源（電磁波干擾）和（多路徑效應(yīng) ）.衛(wèi)星鐘差消除方法（使用衛(wèi)星鐘差改正模型.GPS衛(wèi)星位置采用（ WGS-84 ）大地坐標(biāo)系。. GPS衛(wèi)星星歷分為（ 預(yù)報(bào)星歷）和

22、（后處理星歷）。.GPS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（空間距 離后方交會(huì)）的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。. GPS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)，采取空間距離后方交會(huì) 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。18.我國自行建立第一代衛(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)，它由兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。3、由于地球內(nèi)部和外部的動(dòng)力學(xué)因素，地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間而變化，這種現(xiàn)象叫 極移。隨時(shí)間而變化的極點(diǎn)叫瞬時(shí)極，某一時(shí)期瞬時(shí)極的平均位置叫平地級(jí)，簡(jiǎn)稱 平極。4、動(dòng)態(tài)定

23、位是用 GPS信號(hào)實(shí)時(shí)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。5、單點(diǎn)定位就是獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置，其定位結(jié)果屬于 WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。6、在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，觀測(cè)量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中 系統(tǒng) 誤差影響尤其 顯著。7、利用 雙頻技術(shù)可以消除或減弱電離層 折射對(duì)觀測(cè)量的影響，基線長(zhǎng)度不受限制，所以 定位精度和作業(yè)效率較高。2、在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇橫軸墨卡托投影 投影方式。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

24、現(xiàn)象叫。4、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)度不受電離層折限制，所以作業(yè)效率較高。5、PDOP代表空間位置圖形強(qiáng)度因子 。6、從誤差來源分析， GPS測(cè)量誤差大體上可分為以下三類和與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、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 為定位定位。（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)，單點(diǎn)，相對(duì)）8、GPS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。10、GP

25、S外業(yè)實(shí)施包括 GPS點(diǎn)的選埋，觀測(cè)，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。 四、名詞解釋（每題4分，共20分）1.整周計(jì)數(shù)：載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值為，由兩部分組成。其中的值為接收機(jī)計(jì)數(shù)器自動(dòng)記錄的載波相位測(cè)量的整波段數(shù)，稱為整周計(jì)數(shù)。2.單點(diǎn)定位：利用衛(wèi)星星歷及一臺(tái)GPS接收機(jī)的觀測(cè)值來獨(dú)立確定該接收機(jī)在地球坐標(biāo)系中絕對(duì)坐標(biāo)的方法。3.物理同步誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)之間的差異。4.相對(duì)論效應(yīng)：GPS測(cè)量中由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動(dòng)速度不同以及所處位置引力位的不同而引起的測(cè)量誤差。5. SA:美國政府為了限制非特許用戶利用GPS的定位精度的一種政策。包括 及8技術(shù)。前者是在廣播星

26、歷中人為加入誤差，以降低衛(wèi)星星 歷的精度；后者是在衛(wèi)星 鐘頻中引入快速抖動(dòng)。6.衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。7、接收通道：跟蹤、量測(cè)、處理衛(wèi)星信號(hào)的設(shè)備，由無線電元器件、數(shù)字電路等硬件和常用軟件組成，一個(gè)接收通道在同一時(shí)間內(nèi)只能接收一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，據(jù)工作方式不同，可分為序貫通道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文：由衛(wèi)星向用戶發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波：由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，故接收到的衛(wèi)星信號(hào)的相位也不連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，必須設(shè)法將調(diào)制信號(hào)去掉

27、，恢復(fù)載波，此項(xiàng)工作稱重建載波，一般可采用碼相關(guān)法、平方法等方法進(jìn)行。10、相對(duì)論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的重力位不同，運(yùn)動(dòng)速度不同而導(dǎo) 致鐘的誤差，前者為廣義相對(duì)論效應(yīng)，后者為狹義相對(duì)論效應(yīng)，對(duì) GPS衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為4.45 X 10- 10 ?6?1f,可在生產(chǎn)原子鐘時(shí)調(diào)低其頻率的方法來解決，其變化 部分需用公式加以改正。11、廣域差分 GPS:在相當(dāng)大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀測(cè)值送往數(shù)據(jù)處理中心以便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模型等分離出來，并播發(fā)給用戶的差分GPS系統(tǒng)稱廣域差分 GPS。12、天線平均相位中心偏差：天線對(duì)中是以其幾何中心為

28、準(zhǔn)的，而不以平均相位中心為準(zhǔn)，兩者之差稱天線平均相位中心偏差，一般可采用歸心改正法或相對(duì)定位時(shí)天線統(tǒng)一指北的方法等消除其影響。13、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。14、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)。15、后處理星歷 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)。16、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)定位。相對(duì)定位確定進(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。17、虛擬參考站系

29、統(tǒng) VRS:各基準(zhǔn)站不直接向移動(dòng)用戶發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到控制中心，后者依據(jù)用戶的實(shí)時(shí)請(qǐng)求，經(jīng)過選擇和計(jì)算，向用戶發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)18、GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)：根據(jù)對(duì)所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計(jì)出由 獨(dú)立GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)（或稱為 環(huán)形網(wǎng)）19.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、電離層日延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕捉 P碼的信息。20.極移答：地球瞬時(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 21、Z計(jì)數(shù)：Z計(jì)數(shù)實(shí)際上就是一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)，它以從每星期起始時(shí)刻開 始播

30、發(fā)的D碼子幀 數(shù)為單位，給出了一個(gè)子幀開始瞬間的 GPS時(shí)間。22. GPS衛(wèi)星的導(dǎo) 航電文GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和導(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。廣播星歷：答：衛(wèi)星將地面監(jiān)測(cè)站注入的有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給用戶，用戶接收到這些信號(hào)進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷，這種星歷就是廣播星歷。23.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

31、定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。24周跳（整周跳變）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)象稱為周跳。25.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)，它由美國國防部開發(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。26.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。27. SA技術(shù) 答：其主要內(nèi)容

32、是：（1）在廣播星歷中有意地加入誤差，使定位中的已知點(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。28.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、問答題（40分）1 .什么叫差分定位技術(shù) 答：將一臺(tái)GPS 接收機(jī)到安置在基準(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)星的距離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)的將這一個(gè)改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測(cè)的

33、同時(shí)也接收到基準(zhǔn)站的該正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。2. 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)主管部門下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書和 GPS測(cè)量規(guī)范來進(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。3.什么是多路徑誤差 7M述消弱多路徑誤差的方法。（9分 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。消多路徑誤差的方法：（1）選擇

34、合適的站址 a、測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜地水面 ；b、測(cè)站不宜 選擇在山坡、山谷和盆地中；c、測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物.（2）對(duì)接收機(jī)天線的要求a、在天線中設(shè)置抑徑板 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。載波相位測(cè)量中L1,L2的多路徑誤差最大分別為其波長(zhǎng)的1/,即4.8cm和6.1cm。4 5、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？ 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。由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的

35、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。（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，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。6.在全球定位系統(tǒng)中為何要用測(cè)距碼來測(cè)定偽距？答：用測(cè)距碼測(cè)距有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）易于將十分微弱的衛(wèi)星信號(hào)從噪聲的汪洋大海中提取出來；（2）可提高測(cè)距精度；（3）可用碼分多址技術(shù)來區(qū)分、處理不同衛(wèi)星的信號(hào)；（4）便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。7.為什么說快速而準(zhǔn)確地確定整周模糊度是載波相位測(cè)量中的關(guān)鍵問題？答：（1）精確的（）尸。及修復(fù)周跳后的整周計(jì)數(shù)只有與正確的N配合使用才

36、有意 義，N出錯(cuò)將嚴(yán)重?fù)p害定位精度和可靠性。（2）在一般的GPS測(cè)量中，定位所需的時(shí)間即為確定模糊度所需的時(shí)間，快速確定 N對(duì)提高GPS定位速度，提高作業(yè)效率具有重要作用。8.請(qǐng)簡(jiǎn)述差分GPS的基本原理。何為位置差分？何為距離差分？答差分GPS的基本原理：利用相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)GPS測(cè)站在同一時(shí)間分別進(jìn)行單點(diǎn)定位時(shí)所受到的衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差和衛(wèi)星鐘差等誤差源的空間相關(guān)性較好原理，利用基準(zhǔn)站上的觀測(cè)結(jié)果求得上述誤差的影響并通過數(shù)據(jù)鏈將誤差改正數(shù)發(fā)送給流動(dòng)站從而提高流動(dòng)站定位精度。位置差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是基準(zhǔn)站利用GPS測(cè)定的坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之差距離差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是對(duì)各

37、GPS衛(wèi)星的距離觀測(cè)值的改正數(shù)9.能否采用雙頻改正方法消除對(duì)流層延遲？為什么？答：不能。因?yàn)殡p頻改正的基礎(chǔ)是利用兩個(gè)頻率在介質(zhì)中的傳播速度不同，通過測(cè)定兩個(gè)頻率信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間差可以反推各自在該介質(zhì)中的延遲量。其改正原理是建立在色散效應(yīng)基礎(chǔ)上的。對(duì)于 GPS信號(hào)12,而言，由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在對(duì)流層中基本上不存在色散效應(yīng)，兩個(gè)頻率的信號(hào)在其中的折射率相同，傳播速度相同，故不能用與電離層改正相同的方法進(jìn)行對(duì)流層雙頻改正。10.什么是靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量？為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？答：（要點(diǎn)） 利用載波相位測(cè)量的觀測(cè)值，確定處于靜止?fàn)顟B(tài)，同步跟蹤觀測(cè)相同的GPS衛(wèi)星的若干臺(tái)接

38、收機(jī)之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）的定位方法，稱為靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量。采用求差法的原因：（1）可以消去數(shù)量龐大的多余參數(shù)，例如衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差，甚至整周未知數(shù)， 從而大大減少計(jì)算工作量。從數(shù)學(xué)上講又是完全允許的。（2）對(duì)于短距離基線來說，可以消除很多誤差的影響，例如電離層誤差、對(duì)流層誤差、衛(wèi)星 星歷誤差等。11.什么是偽距 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？ 答：卞據(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。 由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)

39、，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。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，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。偽1.目前正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的（ GPS）和俄羅斯的（GLONASS）。我國的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計(jì)劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定 位系統(tǒng)稱為（GALILEO ）。2. GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控 制部分）和（用戶部分）三部分組成。 3.按用途將GPS接收機(jī)分為（導(dǎo)航型接收機(jī)）、 （測(cè)地型接收機(jī)）和（授時(shí)型接收機(jī)

40、）三種。4.根據(jù)測(cè)距的原理，可將 GPS定位的方法分為（偽距法定位）、載波相位測(cè)量定位和（差 分GPS定位）三種。5. GPS衛(wèi)星發(fā)送 的信號(hào)是由載波、（測(cè)距碼）和（導(dǎo)航電文）三部分組成的。6.廣域差分可糾正的誤差種類包括（星歷誤差）、（大氣延時(shí)誤差）和（衛(wèi)星鐘差誤差 ）。7.單站差分GPS按 基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（位置差分）、（偽距差分）和相位差分。8. GPS測(cè)量中，減弱電離層影響的措施包括（利用雙頻觀測(cè)）、（利用電離層改正模型）和 利用同步觀測(cè)求差。 9. GPS測(cè)量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括 （衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤 差）和（相對(duì) 論效應(yīng)）。10.多路徑誤差的大小取決

41、于（ 間接波的強(qiáng)弱）和（用戶接收天線抗御間接波的能力）。1.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.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。4.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。5.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。6.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)連式及邊點(diǎn)混合 連接

42、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。16.我國目前常用的兩個(gè)國家大地坐標(biāo)系是（1954年北京坐標(biāo)系）和（1980年國家大地坐 標(biāo)系）。18.北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由（兩顆地球靜止同步衛(wèi)星）和（顆在軌道備份衛(wèi)星）組成。19.GPS使用L波段的兩種載波波長(zhǎng)分別是（ 19cm ）和（24cm ）。（只保留整數(shù)部分） 20.（基準(zhǔn)）和（坐標(biāo)系）兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考 系統(tǒng).21.測(cè)距方法分為（雙程測(cè)距）和（單程測(cè)距）。22.（C/A ）碼目前只被調(diào)制在 L1上。23.回避法所針對(duì)的誤差源 （電磁波干擾）和（多路徑效應(yīng)）。24.衛(wèi)星鐘差

43、消除方法（使 用衛(wèi)星鐘差改正模型 ）25. GPS衛(wèi)星位置采用（ WGS-84 ）大地坐標(biāo)系。 26. GPS衛(wèi)星 星歷分為（預(yù)報(bào)星歷）和（后處理星歷）。27. GPS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（空間距離后方交會(huì)）的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。1、GPS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 空間距離后方交會(huì)的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。2、我國自行建立第一代衛(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)，它由兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。3、由于地球內(nèi)部和外部的動(dòng)力學(xué)因素，

44、地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間而變化，這種 現(xiàn)象叫 極移。隨時(shí)間而變化 的極點(diǎn)叫瞬時(shí)極，某一時(shí)期瞬時(shí)極的平均位置叫平地級(jí)，簡(jiǎn)稱 平極。4、動(dòng)態(tài)定位是用 GPS信號(hào)實(shí)時(shí)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。5、單點(diǎn)定位就是獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置，其定位結(jié)果屬于WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。6、 在進(jìn)行 GPS測(cè)量時(shí)，觀測(cè)量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中 系統(tǒng) 誤差影響尤其 顯著。7、利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱電離層折射對(duì)觀測(cè)量的影響，基線長(zhǎng)度不受限制，所以定位精度和作業(yè)效率較高。2、在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇橫軸

45、墨卡托投影 投影方式。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。4、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)度不受電離層折限制，所以作業(yè)效率較高。5、PDOP代表空間位置圖形強(qiáng)度因子 。6、從誤差來源分析，GPS測(cè)量誤差大體上可分為以下三類和與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、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 定位

46、。（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)，單點(diǎn)，相對(duì)） 8、GPS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。10、GPS外業(yè)實(shí)施包括 GPS點(diǎn)的選埋，觀測(cè)，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)處理等工作。 四、名詞解釋（每題 4分，共20分）1.整周計(jì)數(shù)：載波相位測(cè)量的實(shí)際觀測(cè)值為，由兩部分組成。其中的值為接收機(jī)計(jì)數(shù)器自2.單點(diǎn)定位：利用衛(wèi)星星歷及一臺(tái)系中絕對(duì)坐標(biāo)的方法。3.物理同4,相對(duì)論效應(yīng)：GPS測(cè)量中由于衛(wèi) 處位置引力位的不同而引起的測(cè)量誤動(dòng)記錄的載波相位測(cè)量的整波段數(shù)，稱為整周計(jì)數(shù)。 GPS接收機(jī)的觀測(cè)值來獨(dú)立確定該接收機(jī)在地球坐標(biāo) 步誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)GPS時(shí)之間的差

47、異。星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動(dòng)速度不同以及所差。5. SA:美國政府為了限制非特許用戶利用 GPS的定位精度的一種政策。包括 及 8技術(shù)。 前者是在廣播星歷中人為加入誤差，以降低衛(wèi)星星歷的精度；后者是在衛(wèi)星鐘頻中引入快速抖動(dòng)。 6.衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。7、接收通道：跟蹤、量測(cè)、處理衛(wèi)星信號(hào)的設(shè)備，由無線電元器件、數(shù)字電路等硬件和常 用 軟件組成，一個(gè)接收通道在同一時(shí)間內(nèi)只能接收一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，據(jù)工作方式不同，可分為 序貫通道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文：由衛(wèi)星向用戶發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼

48、，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波：由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，故接收到的衛(wèi)星信號(hào)的相位也不連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，必須設(shè)法將調(diào)制信號(hào)去掉，恢復(fù)載波，此項(xiàng)工作稱重建載波，一般可采用碼相關(guān)法、平方法等方法進(jìn)行。10、相對(duì)論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的重力位不同，運(yùn)動(dòng)速度不同而導(dǎo)致鐘的誤差，前者為廣義相對(duì)論效應(yīng)，后者為狹義相對(duì)論效應(yīng)，對(duì) GPS衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為4.45 X10-10 ?6?1f,可在生產(chǎn)原子鐘時(shí)調(diào)低其頻率的方法來解決，其變化部分需用公式加以改正。11、廣域差分GPS:在相當(dāng)大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀測(cè)值送往數(shù)據(jù)處理中心

49、以便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模型等分離出來，并播發(fā)給用戶的差分GPS系統(tǒng)稱廣域差分GPS。12、天線平均相位中心偏差：天線對(duì)中是以其幾何中心為準(zhǔn)的， 而不以平均相位中心為準(zhǔn)，兩者之差稱天線平均相位中心偏差，一般可采用歸心改正法或相對(duì)定位時(shí)天 線統(tǒng)一指北的方法等消除其影響。13、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。14、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)。15、后處理星歷 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)。16、靜態(tài)定位 如果在定位時(shí)，接收機(jī)的天線在跟蹤GPS

50、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)定位。相對(duì)定位 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。17、虛擬參考站系統(tǒng) VRS:各基準(zhǔn)站不直接向移動(dòng)用戶發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到 控制中心，后者依據(jù)用戶的實(shí)時(shí)請(qǐng)求， 經(jīng)過選擇和計(jì)算，向用戶發(fā)送DGPS數(shù) 據(jù)18、GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)：根據(jù)對(duì)所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計(jì)出由 獨(dú)立GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng) （或稱為環(huán)形網(wǎng)）19.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

51、P碼的信息。 20.極移答：地球瞬時(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21、Z計(jì)數(shù)：Z計(jì)數(shù)實(shí)際上就是一個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)，它以從每星期起始時(shí)刻開始播發(fā)的D碼子幀數(shù)為單位，給出了一個(gè)子幀開始瞬間的GPS時(shí)間。22. GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和 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。 廣播星歷： 答：衛(wèi)星將地面監(jiān)測(cè)站注入的有關(guān)衛(wèi)星 運(yùn)行軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給用戶，用戶接收到這些信號(hào)進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷，這種星歷就是廣播星歷。23.偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)

52、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。24周跳（整周跳變）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)象稱為周跳。25.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)，它由美國國防部開發(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。26.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

53、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。27. SA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。28.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、問答題（40分）1 .什么叫差分定位技術(shù) 答：將一臺(tái)GPS接收機(jī)到安置

54、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)星的距離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)的將這一個(gè)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)站的該正數(shù)，并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。2. 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)主管部門下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書和GPS測(cè)量規(guī)范來進(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。3.什 么是多路徑誤差？試述消弱多路徑誤差的方法。（9分在GPS測(cè)量中，如果測(cè)

55、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。消多路徑誤差的方法：（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；b、測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中；c、測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物.（2）對(duì)接收機(jī)天線的要求 a、在天線中設(shè)置抑徑板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。載波相位測(cè)量中L1,L2的多路徑誤差最大分別為其波長(zhǎng)的1/,即4.8cm和6.1cm。4 5、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？ 根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái) GP

56、S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。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。（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，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。6.在全球定位系統(tǒng)中為何要用測(cè)距碼來測(cè)定偽距？答：用測(cè)距碼測(cè)距有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）易于將十分微弱的衛(wèi)星信號(hào)從噪聲的汪洋大海中提取出來；（2）可提高測(cè)距精度；（3）可用碼分多址技術(shù)來區(qū)分、處理不同衛(wèi)星的信號(hào)；（4）便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控

57、制和管理。7.為什么說快速而準(zhǔn)確地確定整周模糊度是載波相位測(cè)量中的關(guān)鍵問題？答：（1）精確的（）rF。及修復(fù)周跳后的整周計(jì)數(shù)只有與正確的N配合使用才有意 義，N出錯(cuò)將嚴(yán)重?fù)p害定位精度和可靠性。（2）在一般的GPS測(cè)量中，定位所需的時(shí)間即為確定模糊度所需的時(shí)間，快速確定N對(duì)提 高GPS定位速度，提高作業(yè)效率具有重要作用。8.請(qǐng)簡(jiǎn)述差分 GPS的基本原理。何為位置差分？何為距離差分？ 答差分GPS的基本原理：利用相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)GPS測(cè)站在同一時(shí)間分別進(jìn)行單點(diǎn)定位時(shí)所受到的衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差和衛(wèi)星鐘差等誤差源的空間相 關(guān)性較好原理，利用基準(zhǔn)站上的觀測(cè)結(jié)果求得上述誤差的影響并通過數(shù)據(jù)鏈將誤差

58、改正數(shù) 發(fā)送給流動(dòng)站從而提高流動(dòng)站定位精度。位置差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是基準(zhǔn)站利用GPS測(cè)定的坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之差距離差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是對(duì)各GPS衛(wèi)星的距離觀測(cè)值的改正數(shù) 9.能否采用雙頻改正方法消除對(duì)流層延遲？為什么？答：不能。因?yàn)殡p頻改正的基礎(chǔ)是利用兩個(gè)頻率在介質(zhì)中的傳播速度不同，通過測(cè)定兩個(gè)頻率信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間差可以反推各自在該介質(zhì)中的延遲量。其改正原理是建立在色散效應(yīng)基礎(chǔ)上的。對(duì)于GPS信號(hào)12,ff而言，由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在對(duì)流層中基本上不存在色散效應(yīng)，兩個(gè)頻率的信號(hào)在其中的折射率相同，傳播速度相同，故不能用與電離層改正相同的方法進(jìn)行對(duì)流層雙頻改正。10.什么是靜態(tài)

59、相對(duì)定位載波測(cè)量？為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？答：（要點(diǎn)） 利用載波相位測(cè)量的觀測(cè)值，確定處于靜止?fàn)顟B(tài)，同步跟蹤觀測(cè)相同的 GPS衛(wèi)星的若干臺(tái) 接收機(jī)之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）的定位方法，稱 為靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量。采用求差法的原因：（1）可以消去數(shù)量龐大的多余參數(shù)，例如衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差，甚至整周未知數(shù)，從而大大減少計(jì)算工作量。從數(shù)學(xué)上講又是完全允許的。（2）對(duì)于短距離基線來說，可以消除很多誤差的影響，例如電離層誤差、對(duì)流層誤差、衛(wèi)星 星歷誤差等。11.什么是偽距單點(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？ 答：卞據(jù)GPS衛(wèi)星

60、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。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。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，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。1. GPS定位原理測(cè)量學(xué)中的交會(huì)法測(cè)量里有一種測(cè)距交會(huì)確定點(diǎn)位的方法。與其相似，GPS的定位原理就是利用空間分布的衛(wèi)星以及衛(wèi)星與地面點(diǎn)的距離交會(huì)得出地面點(diǎn)位置。簡(jiǎn)言之，GPS定位原理是一種空間的距離交會(huì)原理。設(shè)想在地面待