GPS定位原理介紹習(xí)題及答案解析

1、PAGE PAGE 4跋14 吧全球定位系統(tǒng)案（唉GP骯S唉）定位原理簡(jiǎn)阿介一、填空題：百1扮、矮GP盎S氨接哀收跋機(jī)基本觀(guān)測(cè)值版有邦 阿偽距觀(guān)測(cè)值擺、扳載波相位觀(guān)測(cè)扳值靶 背 皚。笆2挨、霸GP疤S拜接收機(jī)跋按用途分，可靶分為捌 皚 笆導(dǎo)柏航皚 白型哎接收機(jī)、版 傲 芭測(cè)凹地矮 背型吧接收機(jī)、阿 隘 埃授澳時(shí)芭 芭型板接收機(jī)埃和姿態(tài)測(cè)量型藹接收機(jī)。其中班 佰 案測(cè)稗地爸 埃型半接收機(jī)，按載昂波頻率又可分安為奧 藹 凹單佰頻哀 胺接收機(jī)、啊 拌 澳 奧雙頻霸 頒接收機(jī)。礙3笆、板GP版S胺接收機(jī)主要由矮 般GP百S扮接收機(jī)天線(xiàn)按 疤、懊 背GP疤S耙接收機(jī)主機(jī)佰 伴和艾 般電源疤三部分組成。拌

2、4柏、板GP岸S疤定位是利用埃 胺空間挨測(cè)距氨 皚交會(huì)定點(diǎn)原理把。版5骯、全球定位系芭統(tǒng)壩（熬GPS耙）澳主要由八 按空間衛(wèi)星部分唉 盎、斑 擺地面監(jiān)控部分懊 背 礙和辦 叭用戶(hù)設(shè)備艾 熬三部分組成。阿6班、扮GP笆S吧衛(wèi)星星座由拔 按 暗24安 扳顆衛(wèi)星組成。巴其中班 伴 霸21罷 跋顆工作衛(wèi)星，罷 頒3疤 搬 佰顆備用衛(wèi)星。艾工作衛(wèi)星分布澳在案 邦 版6安 敗個(gè)近圓形的軌版道面內(nèi)，每個(gè)霸軌道上有佰 矮4胺 唉 柏 耙顆衛(wèi)星。癌GPS壩工作衛(wèi)星距離澳地面的平均高伴度是扮20200藹km白。絆7跋、地面監(jiān)控部熬分按功能可分唉為翱 疤監(jiān)測(cè)站懊 阿 扒、敗 礙主控站板 拔和扮 叭注入站半 挨 百三

3、種。靶8拜、阿GP藹S壩接收機(jī)接收的襖衛(wèi)星信號(hào)有：芭 熬偽距觀(guān)測(cè)值壩 吧和耙 懊載波相位觀(guān)測(cè)拌值拔 捌及艾 哎衛(wèi)星廣播星歷辦 吧。埃9愛(ài)、背根據(jù)測(cè)距原理拔，艾GP吧S氨衛(wèi)星定位方法按有拜 案?jìng)尉喽ㄎ环ò?奧 斑、把 埃載波相位測(cè)量熬定位吧 敖 辦和芭 靶 熬G巴P拔S辦差分定位頒 熬。對(duì)于待定點(diǎn)疤位，根據(jù)伴接收機(jī)氨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隘 板可爸分為襖 八靜態(tài)定位骯 礙和扒 班動(dòng)態(tài)定位啊 拜 凹。鞍根據(jù)澳獲取定位結(jié)果礙的時(shí)間斑 阿可分為拌 芭實(shí)時(shí)定位奧 昂和敗非實(shí)時(shí)定位拜 吧。澳1版0叭、在兩個(gè)測(cè)站按上分別安置接靶收機(jī)，同步觀(guān)瓣測(cè)相同的衛(wèi)星岸，以確定兩點(diǎn)斑間相對(duì)位置的絆定位方法稱(chēng)為澳 挨相對(duì)定骯位敗 俺。笆

4、11皚、載波相位相伴對(duì)定位普遍采暗用將相位觀(guān)測(cè)啊值進(jìn)行線(xiàn)性組靶合的方法。具藹體方法有三種伴，即皚 埃單差法氨 柏、哀 凹雙差法襖 拔和翱 柏三差法板 凹 爸。靶12爸、扮GPS班差分定位系統(tǒng)板由稗 哀基準(zhǔn)礙站巴 斑、絆 懊 按流動(dòng)吧站拌 皚 扮和鞍 靶 柏?zé)o線(xiàn)電通信鏈芭 拌 扒三部分組成。隘1愛(ài)3按、吧GP翱S斑測(cè)量實(shí)施過(guò)程啊與常規(guī)測(cè)量一襖樣包括懊 隘方案設(shè)計(jì)瓣 斑、跋 背 靶外業(yè)測(cè)量盎 礙 版和版 傲內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理般三部分。藹二、藹名詞解釋跋：辦 藹1靶、挨偽距單點(diǎn)定位霸罷利吧用骯GP拜S佰接收機(jī)在某一昂時(shí)刻測(cè)定的四百顆以胺上耙GPS案衛(wèi)星偽距及從搬衛(wèi)星導(dǎo)航電文耙中獲得的衛(wèi)星案位置挨,捌采用距

5、離交會(huì)瓣法求定天線(xiàn)所澳在的三維坐標(biāo)巴.啊2巴、叭載波相位相對(duì)頒定位白懊用兩笆臺(tái)唉GP半S案接收機(jī)，分別爸安置在測(cè)線(xiàn)兩頒端捌(拜該測(cè)線(xiàn)稱(chēng)為基哎線(xiàn)哀)百，固定不動(dòng)，稗同步接艾收熬GP案S扒衛(wèi)星信號(hào)。利八用吧相同衛(wèi)星的相爸位觀(guān)測(cè)值進(jìn)行版解算，求定基跋線(xiàn)端點(diǎn)在敗WG拜S扳一版8傲4叭坐標(biāo)系中的相壩對(duì)位置或基線(xiàn)案向量。當(dāng)其中扒一個(gè)端點(diǎn)坐標(biāo)邦已知，則可推哀算另一個(gè)待定敗點(diǎn)的坐標(biāo)。跋3佰、壩整周跳變愛(ài)笆當(dāng)奧GP拌S敖接收機(jī)在跟蹤邦衛(wèi)星進(jìn)行載波邦相位測(cè)量過(guò)程俺中，若因某種敗原因引起對(duì)衛(wèi)愛(ài)星跟蹤短暫失矮鎖，如衛(wèi)星和啊接收機(jī)天線(xiàn)之壩間視線(xiàn)方向有版阻擋物或接收艾機(jī)受到外界電拔磁干擾等，將半造成載波相位芭整周觀(guān)測(cè)值的

6、敗意外丟失現(xiàn)象版。這種現(xiàn)象稱(chēng)昂為整周跳變背。扒4艾、跋靜態(tài)定位叭百進(jìn)芭行胺GP昂S稗定位時(shí)，接收礙機(jī)的天線(xiàn)始終罷處于安靜止?fàn)顟B(tài)跋，耙用扒GP矮S暗測(cè)定相對(duì)于地阿球不運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)暗位哎。骯GP扒S絆接收機(jī)安置在阿該點(diǎn)上，接收扳數(shù)分鐘乃至更鞍長(zhǎng)時(shí)間，以確礙定其三維坐標(biāo)俺，又稱(chēng)為絕對(duì)柏定位版。百5隘、懊動(dòng)態(tài)定位白愛(ài)進(jìn)背行搬GP白S背定位時(shí)，接收凹機(jī)的天線(xiàn)始終按處于運(yùn)動(dòng)過(guò)程拔中礙，艾動(dòng)態(tài)定位是確爸定運(yùn)動(dòng)物體的搬三維坐標(biāo)。盎6捌、柏偽距測(cè)量半 翱癌測(cè)定由衛(wèi)星發(fā)奧射的測(cè)距碼信唉號(hào)到奧達(dá)拔GP扮S瓣接收機(jī)的傳播拜時(shí)間乘以光皚速所得的距離辦。爸7襖、拌載波相位測(cè)量壩 艾扮-白是測(cè)板定藹GP熬S扒衛(wèi)星載波信號(hào)背到接

7、收機(jī)天線(xiàn)扳之間的相位延奧遲佰8埃、安GPS矮差分定位哎癌是在已有精確按地心坐標(biāo)點(diǎn)安傲放把GP靶S瓣接收百機(jī)絆(扳稱(chēng)為基準(zhǔn)叭站阿)懊，利用已知地襖心坐標(biāo)和星歷阿計(jì)爸算暗GP斑S版觀(guān)測(cè)值的校正傲值，并通過(guò)無(wú)皚線(xiàn)電通訊設(shè)靶備班(辦稱(chēng)為數(shù)據(jù)白鏈盎)巴將校正值發(fā)送扒給運(yùn)動(dòng)中安的胺GP襖S板接收芭機(jī)擺(唉稱(chēng)為流動(dòng)暗臺(tái)按)跋。流動(dòng)臺(tái)利用氨校正值對(duì)自己扳的襖GPS拜觀(guān)測(cè)值進(jìn)行修佰正，以消除上癌述誤差，從而版提高實(shí)時(shí)定位皚精度背。案三、瓣選擇題襖：霸(癌把正確的答案拌填入括號(hào)爸內(nèi)凹)懊1案、罷GP按S拔的優(yōu)點(diǎn)有（昂 傲ABC辦D背 罷 矮）隘A 辦 八全球性、全天柏侯百 B 胺 百高精度、快速絆實(shí)時(shí)三維導(dǎo)巴航叭

8、 C 昂 拔定位、測(cè)速和敖授時(shí)癌D 背 伴點(diǎn)間無(wú)需通視挨、不建標(biāo)等優(yōu)般勢(shì)翱2板、爸GP哀S氨定位的基本原霸理采用的方法半是挨（扳 笆 拔D耙 稗 胺）班A 百 靶側(cè)方交靶會(huì)氨 B藹 瓣前方交艾會(huì)凹 C 隘 阿單三角愛(ài)形罷 D稗 般測(cè)邊后方交會(huì)叭3挨、稗GP搬S吧在測(cè)量中的用翱途矮(拔 傲 熬ABCD癌 )敗A 班 拌大地測(cè)版量隘 B 傲 藹城市和礦山控礙制測(cè)量扳 C 挨 鞍建筑物變形測(cè)吧量昂 D 耙 澳水下地形測(cè)量佰4皚、爸GP扳S疤動(dòng)態(tài)差分有多矮種方法盎（俺 伴ABCD敖 叭 般 艾）拜A 吧 扒位置差伴分襖 B 靶 懊偽距差分稗(愛(ài)RTD)伴 奧C 搬 擺載波相位實(shí)時(shí)擺差分吧(藹RTK)版

9、 辦D 昂 啊廣域差分笆5爸、稗GP扒S藹接收機(jī)按用途岸分藹（傲 昂ABCD爸 俺 熬）斑A 艾 鞍導(dǎo)航型接收拔機(jī)奧 B 盎 埃測(cè)地型接收哀機(jī)翱 C敗 案 澳授時(shí)型接收斑機(jī)礙 D 哀 半姿態(tài)測(cè)量型芭6壩、霸GP拜S敖接收機(jī)按接收昂機(jī)通道數(shù)分愛(ài)（凹 耙ABC佰 擺）凹A 白 藹多通佰道耙GP半S班接收岸機(jī)白 B 安 襖序貫通道接收佰機(jī)挨 C按 把 按多路復(fù)用通道啊接收機(jī)扳7搬、艾GP襖S百控制網(wǎng)的技術(shù)耙設(shè)計(jì)是進(jìn)敖行盎GP礙S敗測(cè)量的基礎(chǔ)，翱其內(nèi)容包括捌（邦 安ABCD佰 按 拌）頒A 阿 耙測(cè)區(qū)范挨圍把 B啊 斑 瓣測(cè)量精吧度澳 C絆 隘 白提交成果方胺式斑 芭D 艾 敗完成時(shí)間挨8襖、扮GP扒

10、S安網(wǎng)的布設(shè)通常拜有（埃 ABCD俺 扮 襖）。笆A 暗 巴點(diǎn)連巴式把 B巴 安邊連邦式邦 C 斑 藹網(wǎng)連霸式版 D絆 靶邊點(diǎn)混合式熬四、擺判斷題跋：瓣（敗正確的八劃柏“背”骯，錯(cuò)誤的擺劃艾“辦芭”絆）俺（澳 傲唉 耙）氨1罷、衛(wèi)星從岸2耙萬(wàn)公里捌高空向地面?zhèn)靼捷?，空中?jīng)過(guò)艾電離層、對(duì)流胺層，會(huì)產(chǎn)生時(shí)襖延。所以接收案機(jī)測(cè)的距離含按有誤差。鞍（拌凹 岸）把 擺2爸、佰GP八S拜三維定位至少班需要四顆衛(wèi)星叭，當(dāng)?shù)孛娓叱贪钜阎獣r(shí)也可用盎三顆衛(wèi)星定位扳。俺（把 跋瓣 案）按3跋、衛(wèi)星同時(shí)在按地平線(xiàn)以上至皚少半有胺4隘顆盎，最多可挨達(dá)拌1傲1胺顆。這樣的布安設(shè)方案將保證岸在世界任何地邦方，任何時(shí)間靶，都

11、可以進(jìn)行暗實(shí)時(shí)三維定位鞍。芭（熬 啊芭 熬）胺4氨、敗GP傲S把衛(wèi)星主要功能罷是接收并存儲(chǔ)敗由地面監(jiān)控站扒發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信拔息。跋（把邦 挨）阿 阿5扒、用戶(hù)設(shè)備是跋指用班戶(hù)按GP拔S芭接收機(jī)澳，哀其主要任務(wù)是伴捕獲衛(wèi)星信號(hào)疤,阿跟蹤并鎖定衛(wèi)隘星信號(hào)奧。藹（稗 八罷 熬）胺6唉、用戶(hù)設(shè)備是礙指用稗戶(hù)百GP瓣S扳接收機(jī)搬，挨對(duì)接收的衛(wèi)星般信號(hào)進(jìn)行處理艾，測(cè)量背出罷GP疤S吧信號(hào)從扒衛(wèi)星到接收機(jī)阿天線(xiàn)間的時(shí)間埃。爸（瓣懊 凹）奧7頒、襖以載波相位觀(guān)按測(cè)值為主的相鞍對(duì)定位法是當(dāng)擺前瓣GP埃S板精密測(cè)量中普吧遍采用的方法拌。半（靶 拜半 頒）柏8板、板GP奧S拜網(wǎng)的精度指標(biāo)傲通常是以網(wǎng)中把相鄰點(diǎn)之間的瓣距

12、離誤差伴m版D捌來(lái)表示。吧（絆 傲班 霸）傲9唉、壩GP爸S背控制網(wǎng)可以分拔級(jí)布設(shè)，也可拌以超級(jí)布設(shè)，按或布設(shè)同級(jí)全哎面網(wǎng)。俺（礙 啊皚 艾）柏1愛(ài)0靶、佰GP扒S班測(cè)量時(shí)由于不翱需要點(diǎn)間通視安，因此圖形設(shè)盎計(jì)靈活性比較熬大。辦（疤 壩敖 扒）敖1澳1凹、把GP辦S吧點(diǎn)雖然不需要頒通視，但是為俺了便于用常規(guī)斑方法聯(lián)測(cè)和擴(kuò)爸展，要求控制凹點(diǎn)至少與一個(gè)八其他控制點(diǎn)通皚視，或者在控熬制點(diǎn)附近伴300m斑外布設(shè)一個(gè)通捌視良好的方位按點(diǎn)，以便建立板聯(lián)測(cè)方向。皚（扮暗 阿 百）版1班2岸、艾為了求挨定把GP昂S襖網(wǎng)坐標(biāo)與原有疤地面控制網(wǎng)坐般標(biāo)之間的坐標(biāo)扒轉(zhuǎn)換參數(shù)，要爸求至少有拌四懊個(gè)氨GP唉S澳控制網(wǎng)點(diǎn)與

13、地鞍面控制網(wǎng)點(diǎn)重癌合。五、簡(jiǎn)答題：俺1板、爸GP壩S壩全球定位系統(tǒng)班由哪些部分組皚成？各部分的氨作用是什么？傲答：擺全球定位系胺統(tǒng)疤(GPS絆)阿主要由空間衛(wèi)敗星部癌分稗(GP伴S盎衛(wèi)星星埃座伴)擺、地面監(jiān)控部白分和用戶(hù)設(shè)備吧三部分組成白。安1昂、瓣GP搬S百衛(wèi)星主要功能骯是接收并存儲(chǔ)絆由地面監(jiān)控站班發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信挨息。接收并執(zhí)暗行主控站發(fā)出耙的控制命令，藹如調(diào)整衛(wèi)星姿板態(tài)、啟用備用敖衛(wèi)星等。向用骯戶(hù)連續(xù)發(fā)送衛(wèi)頒星導(dǎo)航定位所半需信息，如衛(wèi)般星軌道參數(shù)、敗衛(wèi)星健康狀態(tài)巴，以及衛(wèi)星信安號(hào)發(fā)射時(shí)間安標(biāo)準(zhǔn)等。叭2拌、瓣（辦1芭）按監(jiān)測(cè)站拔主要任務(wù)是完般成捌對(duì)骯GP芭S奧衛(wèi)星信號(hào)的連俺續(xù)觀(guān)測(cè)，并將唉搜集的

14、數(shù)據(jù)和班當(dāng)?shù)貧庀笥^(guān)測(cè)霸資料經(jīng)處理后藹傳送到主控站板。（2）主控站挨主控站設(shè)在美拌國(guó)本土科羅拉班多空間中心。皚它除了協(xié)調(diào)管絆理地面監(jiān)背控系統(tǒng)外，還哀負(fù)責(zé)將監(jiān)測(cè)站班的觀(guān)測(cè)資料聯(lián)捌合處理推算衛(wèi)般星星歷、衛(wèi)星罷鐘差和大氣修哎正參數(shù)，并將半這些數(shù)據(jù)編制唉成導(dǎo)航電文送吧到注入站。此胺外，它還可以安調(diào)整偏離軌道礙的衛(wèi)星，使之巴沿預(yù)定軌道運(yùn)奧行或啟用備用扳衛(wèi)星。(3)注入站凹其主要任務(wù)是把將主控站編制埃的導(dǎo)航電文，巴通過(guò)直徑為骯3氨.俺6m懊的天線(xiàn)注入給凹相應(yīng)的衛(wèi)星。辦3昂,邦用戶(hù)處理是指扒用戶(hù)笆GP瓣S爸接收機(jī)。其主氨要任務(wù)是捕獲扒衛(wèi)星信號(hào)，跟奧蹤并鎖定衛(wèi)星礙信號(hào)。對(duì)接收岸的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)盎行處理，測(cè)量搬出芭G

15、P搬S巴信號(hào)從衛(wèi)星到扳接收機(jī)天線(xiàn)間奧的傳播時(shí)間。罷能譯按出哀GP罷S拌衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)皚航電文，實(shí)時(shí)俺計(jì)算接收機(jī)天板線(xiàn)的三維坐標(biāo)扳、速度和時(shí)間罷。扳2翱、闡跋述澳GP扒S擺衛(wèi)星定位原理伴？盎答：矮GP凹S瓣衛(wèi)星定位原理靶是空間距離交百會(huì)法。根據(jù)測(cè)半距原理，其定艾位方法主要有澳偽距法定位、板載波相位測(cè)量鞍定位版和案GP絆S襖差分定位。對(duì)稗于待定點(diǎn)位，耙根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀斑態(tài)可分為靜態(tài)氨定位和動(dòng)態(tài)定扒位。靜態(tài)定位矮是指頒用扮GP盎S愛(ài)測(cè)定相對(duì)于地柏球不運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)俺位絆。凹(柏1昂)澳偽距觀(guān)測(cè)值及八偽距單點(diǎn)定位敖 靶偽距單點(diǎn)定位皚速度快、無(wú)多邦值性問(wèn)題，因巴此在運(yùn)動(dòng)載體癌的導(dǎo)航定位上般仍應(yīng)用很廣泛耙。此外偽距還

16、奧可以作為載波絆相翱位測(cè)量中解決半整周模糊度的半?yún)⒖紨?shù)據(jù)。埃(爸2)瓣載波相位測(cè)量擺相對(duì)定位暗 靶其具體方法有懊三種，即單差半法、雙差法和巴三差法疤.拔(拌3)翱 GP扒S把實(shí)時(shí)差分定位皚 岸(1皚)扮位置差分?jǐn)[ 板2疤）偽距差分艾（氨RT扳D扳）疤 鞍(3吧)敗載波相位實(shí)時(shí)背差按分皚(笆RTK)半3扒、俺GP藹S盎野外控制測(cè)量吧成果應(yīng)做哪幾襖項(xiàng)檢測(cè)？其限巴差要求是什么斑？叭答：拌凹每個(gè)時(shí)段同步般環(huán)檢驗(yàn)般 癌 佰 芭 拔 搬 艾環(huán)閉合差限差板：唉 阿 襖 唉式中：般芭礙百規(guī)范中規(guī)定的柏中誤差；鞍 鞍 n罷隘矮同步環(huán)的點(diǎn)數(shù)八。同步邊檢驗(yàn)艾一條基線(xiàn)在不岸同時(shí)段觀(guān)測(cè)多胺次，有多個(gè)獨(dú)擺立基線(xiàn)值，這鞍些邊稱(chēng)為重復(fù)百邊。任意兩個(gè)跋時(shí)段所得基線(xiàn)柏差應(yīng)