GPS測量原理與應用試卷及答案(共5套)

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1、GPS 原與應用第一套一、單項選擇題（每小題1 分，共10分）1. 計原子時的時鐘稱為原子鐘，國際上是以（C）為基準。A原子鐘B、氫原子鐘 C、銫原子鐘 D、鉑原子鐘2. 我國西起東經 72，東至東經 135，共跨有 5 個時區，我國采用（ A ）的區時 作為統一的標準時間。稱作京時間。A、東8區B、西8區C、東6區D、西6區3. 衛星鐘采用的是 GPS 時，它是由主控站按照美國海軍天文臺（ USNO）（ D ）進調整的。在 19801 月6日時對準，隨閏秒增加。A、世界時（UT0）B、世界時（UT1）C、世界時（UT2）D、協調世界時（UTC）4. 在20世紀50代我國建的1954京坐標系是

2、（ C）坐標系。A、 地心坐標系B、 球面坐標系C、 參心坐標系D、 天球坐標系5. GPS 定位是一種被動定位，必須建高穩定的頻標準。因此每顆衛星上必須安裝高確的時鐘。當有1x10 9s的時間誤差時，將引起（ B ）cm的距離誤差。A、 20B、 30C、 40D、 506. 1977我國極移協作小組確定我國的地極原點，記作（B）。A、JYD1958.0 B、 JYD1968.0 C、 JYD1978.0 D、 JYD1988.07. 在 GPS 測中，觀測值是以接收機的（B ）位置為準的，所以天線的相位中心應該與其幾何中心保持一致。A、幾何中心B、相位中心C、點位中心D、高斯投影平面中心8

3、. 在20 世紀 50 代我國建的 1954 京坐標系，采用的是克夫斯基橢球元素，其長半徑和扁分別為（B）。A、a=6378140、a =1/298.257 B、a=6378245、a =1/298.3C、a=6378145、a =1/298.357 D、a=6377245、a =1/298.09. GPS 系統的空間部分由 21 顆工作衛星及 3 顆備用衛星組成，它們均勻分布在（ D） 相對與赤道的傾角為 55的近似圓形軌道上，它們距地面的平均高為 20200Km ，運周期為 11 小時 58 分。A、3個 B、四個C、五個D、6個10. GPS衛星信號取無線電波中L波段的兩種同頻的電磁波作

4、為載波， 在載波 2 L 上調制有（ A ）。A、P碼和數據碼B、C/A碼、P碼和數據碼C、 C/A 和數據碼D、 C/A 碼、 P 碼二、名詞解釋（5x4分）1、SA 技術: 其主要內容是：（1）在廣播星歷中有意地加入誤差，使定位中的已知點（衛星）的位置大為低；（2）有意地在衛星鐘的鐘頻信號中加入誤差，使鐘的頻產生快慢變化，導致測距大為低。2、多普定位法 : 根據多普效應原，用 GPS 衛星較高的射電頻，由積分 多普計數得出偽距差。3、整周跳變：接收機在信號跟蹤接收過程出現信號中斷使計數器無法連續計數， 恢復正常后小數部分正確，但整周數發生跳躍，即出現整周跳變。4、相對論效應：GPS測中由于

5、衛星鐘和接收機鐘在慣性空間鐘的運動速同以 及所處的位置引位的同而引起的測誤差。5 、赤經：指赤道坐標系的經向坐標，過天球上一點的赤經圈與過春分點的二分圈 所交的球面角。三、填空（20x1 分）1、由于地球內部和外部的動學因素，地球極點在地球表面上的位置隨時間而變化，這種現象叫 極移。隨時間而變化的極點叫 瞬時極，某-時期瞬時極的平均位 置叫平地極，簡稱平極。2、GPS定位誤差中跟衛星有關的誤差主要有 星歷誤差、 鐘誤差_、相對論效應 。3、 在-般的GPS短基線測中，向解的形式應盡采用雙差固定解 。4、GPS控制網的網形主要有：點連式、 邊連式 、 網連式 。5、 測地型GPS測時，其基本觀測

6、是偽距 、載波相位 。6、數據碼即導航電文，它包含著衛星的星歷、衛星、時間系統、運狀態、軌道 攝動改正、大氣折射改正、由C/A碼捕獲P碼的信息等。7、動態定位是用 GPS 信號地測得運動載體的位置。按照接收機載體的運速， 又將動態定位分成低動態、中等動態、高動態三種形式。8、按照規范規定，我國GPS測按其依次劃分為AA _、A、B、C、D、E級，其中 D級網的相鄰點之間的平均距離為105km，最大距離_15 km 9、GPS通用數據交換格式的名稱為：Rinex _ 四、簡答題（50 分）1. 簡述GPS信號接收設備的其結構和作用。（10分） 答：（1）天線（帶前置放大器）；（2）信號處器，用于

7、信號接收、識別和處；（3）微處器，用于接收機的控制、數據采集和導航計算； (4)用戶信息傳輸，包括操作 板、顯示板和數據存儲器；(5)密振蕩器，用以產生標準頻；(6)電源。2. 在用GPS信號傳遞時間時，存在著哪三種時間尺(時標)？(10分)答：其一為 GPS 時間，它是一種全球性的時間信號源，用以進確的時間比對； 二是每顆GPS衛星的時鐘；三 是用戶的接收機時鐘。GPS定時的實質是測定用戶時鐘相 對于GPS時間的偏差，并根據衛星電文給出的有關參數，計算出世界協調時(UTC)。4、簡述所學南方GPS基線處軟件進控制網內業平差的步驟。(15 分):答.一、基線向解算程序：(1) .獲取觀測數據：

8、a. 選擇相應接收機類型后進入文件對話框，找到任意-個GPS數據文件b. 對GPS數據文件取名(2)信息編輯：輸入天線高，測站名和測站坐標。(3) 解算方法及參數選擇：a. L1、L2單頻解算；雙頻寬項(Widelane)解算b. 控制參數(起始歷元、總共歷元、采樣頻、截止角、衛星刪除 )(4) 解算(5)解算成果查詢二、網平差程序：(1) 獲取基線數據：建基線目錄，統-基線結果文件格式；選擇-個基線結果文件 ，調入。(2) 計算閉合差：選擇基線各種同解以及編輯刪除基線；計算基線閉合差；查詢計算 結果文件:(3)參數選擇： 坐標系選擇； 輸入中央子午線和確定投影方式 選擇坐標轉換類型。求平移參

9、數(shift),求尺比參數 (scale),求旋轉參數(rot) 選擇海拔高擬合方式。簡單平移(C)平面擬和(C+X+Y) ；Y二次曲面擬和(C+X+Y+XY)； 二次曲面擬和(C+X+Y+XY+XX+YY)(4)平差計算:(5)平差成果查詢第二套一、單項選擇題（每小題1 分，共10分）1. 在 GPS 測中，觀測值是以接收機的（B ）位置為準的，所以天線的相位中心應該與其幾何中心保持一致。A、幾何中心B、相位中心C、點位中心D、高斯投影平面中心2. 在使用GPS軟件進平差計算時，需要選擇哪種投影方式（ A ）。A、橫軸墨卡托投影B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影3. 計原子時的時

10、鐘稱為原子鐘，國際上是以（ C ）為基準。A原子鐘B、氫原子鐘 C、銫原子鐘 D、鉑原子鐘4. GPS 系統的空間部分由 21 顆工作衛星及 3 顆備用衛星組成，它們均勻分布在 （ D ）相對與赤道的傾角為55的近似圓形軌道上，它們距地面的平均高為 20200Km，運周期為 11 小時 58 分。A、 3個B、 4 個C、 5 個D、 6 個5. GPS 定位是一種被動定位，必須建高穩定的頻標準。因此每顆衛星上必須安裝高確的時鐘。當有1x10 9s的時間誤差時，將引起（ B ）cm的距離誤差。A、 20B、 30C、 40D、 506. 在20世紀50代我國建的1954京坐標系是（ C ）坐標

11、系。A、地心坐標系B、 球面坐標系C、參心坐標系D、 天球坐標系7. 我國在1978以后建1980 國家大地坐標系，采用的是 1 975國際大地測與地球物聯合會第十屆大會的推薦值，其長半徑和扁分別為（A ）。A、a=6378140、a =1/298.257 B、a=6378245、a =1/298.3C、a=6378145、a =1/298.357 D、a=6377245、a =1/298.08. 我國西起東經72 ，東至東經 135，共跨有（ D ）個時區，我國采用東8 區的 區時作為統一的標準時間。稱作京時間。A、 2B、 3C、 4D、 59. 地球在繞太陽運時，地球自轉軸的方向在天球上

12、緩慢地移動，春分點在黃道 上隨之緩慢移動，這種現象稱為（ A ）。A、歲差B、黃赤交角C、黃極D、黃道10. 基準站GPS接收機與TRIMMRKH（UHF）數據鏈無線電發射機之間的數據傳輸波 特為（ D ）。A、 4800B、 9600C、 19200D、 38400二、名詞解釋（5x4 分）1、WGS-84大地坐標系：坐標系的原點是地球的質心，Z軸指向BIH1984.0定義的協 議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的子午面和 CTP 赤道的交點, Y軸和Z,X 軸構成右手坐標系。2、多徑效應 ： 在 GPS 測中，測站周圍的反射物所反射的衛星信號進入接收機 天線，并和直接來自衛

13、星信號產生干涉，從而使觀測值偏離真值。這種由于多徑的 信號傳播所引起的干涉時延效應稱為多徑效應。3、偽距：GPS定位采用的是被動式單程測距。它的信號發射時刻是由衛星鐘確定的， 收到時刻則是由接收機鐘確定的，中，可避免地 包含著兩臺鐘同步的誤差影響，所以稱其為偽距。4、靜態定位： 如果在定位時，接收機的天線在跟蹤 GPS 衛星過程中，位置處于固 定動的靜止狀態，這種定位方式稱為靜態定位。5、廣播星歷： 衛星將地面監測站注入的有關衛星運軌道的信息，通過發射導航 電文傳遞給用戶，用戶接收到這些信號進解碼即可獲得所需要的衛星星歷，這種星 歷就是廣播星歷。三、填空（20x1 分）1、差分GPS可以分為單

14、站GPS差分（SRDGPS）、局部差分、廣域差分三種類型。2、 GPS接收機按載波頻分為：單頻接收機Q、雙頻接收機。3、GPS衛星信號包含 載波、測距碼 、數據碼三類。4、數據碼即導航電文，它包含著衛星的星歷、衛星工作狀態、時間系統、衛星鐘 運狀態、軌道攝動改正、大氣折射改正、由 C/A碼捕獲P碼的信息等。5、用雙頻技術可以消除或減弱 電離層 折射對觀測的影響，基線長受限6、GPS是美國的衛星定位系統的簡稱，目前在運和正在研制、即將運的衛星定位系統主要還有俄羅斯的GLONASS、歐盟的伽系統GNSS （Galileo、中國的斗7、考慮到 GPS 定位時的誤差源，常用的差分法有如下三種：在接收機

15、間求一次差；在接收機和衛星間求二次差；在接收機、衛星和觀測歷元間求三次差。8、GPS接收機檢驗的主要內容有 -般性檢驗 、實質性檢驗 。9、天線的定向標志線應指向正 。其中A與B級在顧及當地磁偏角修正后，定 向誤差應大于 至。天線底盤上的圓水準氣泡必須居中。10、 在對衛星所有的作用中,地球重場 _的引是最重要的。如果將它的引 視為 1 ，則其它作用均小于 10-5。四、簡答題（50分）1、GPS技術設計中應考慮哪些因素？（10分）答：技術設計主要是根據上級主管部門下達的測任務書和 GPS 測規范來進的。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、人和時間的消耗。 在工作過程中，要

16、考慮下面一些因素：(1)測站因素；(2)衛星因素；(3)儀器因素； (4)后勤因素。2、答：完整的載波相位觀測值是由三部分組成的：即載波相位在起始時刻沿傳播徑 延遲的整周數 ，和從某一起始時刻至觀測時刻之間載波相位變化的整周數 ，以及接 收機所能測定的載波相位差非整周的小數部分 。3、詳細闡述GPS測數據處的具體過程。 (16分)答：( 1 )數據采集。野外數據采集。:=(2)數據傳輸。數據傳輸并分生成四個文件：載波相位和偽距觀測方程，星歷參I:數文件，電離層參數和UTC參數文件，測站信息文件。(3) 數據預處：對數據進平濾波檢驗、剔除粗差，統-數據文件格式并將各類數據文件加工成標準化文件。找

17、出整周跳變點，修復觀測直，對觀測直進模型:改正。:GPS衛星軌道方程標準化Pi (t) =ai0+ai1*t+ a.* ti10 訂*in*衛星鐘差標準化弋=a0+a (t-10) + a2 (t-t0) 2觀測文件的標準化:(4) GPS向的解算。用載波相位觀測直雙差求解或向解算法求解基線向，:是一復雜的平差過程。觀測直殘差分析:基線長:基線向環閉合差及檢核:(5) GPS網平差。以GPS基線向為觀測直以其方差陣之逆陣為權， 進平差計算:消除多種圖形閉合條件符直，求定各 GPS網點坐標并進評定。4、闡述偽距測和載波相位測的基本原并寫出它們的觀測方程。14 分）答：偽距法定位是由 GPS 接收

18、機在某一時刻測得四顆以上 GPS 衛星的偽距及已知的 衛星位置，采用距離交會法求定接收機天線所在點的三維坐標。GPS衛星依據自己的時 鐘發出某一結構測距碼，該測距碼經過 t 時間傳播后到達接收機。接收機同時產生一 組結構完全相同測距碼（復制碼）并通過時延器進相關處使兩者完全對齊，則其 延遲時間即為傳播時間，與光速乘積即得偽距觀測值。觀測方程：（Xj -X） 2+ （Xj -X） 2+ （Xj _X） 2i/2-c 51 = p j+ dp j + 5p j - c 51.sssk12j載波相位測以 GPS 接收機接收到的載波信號與本振參考信號的相位差作為觀測， 接收機跟蹤衛星信號，斷測定小于一

19、周的相位差。對載波相位觀測運用各種求差模型解算接收機天線的位置。觀測方程： j =f/c* p+f *dt - f*dt -f/c* dp -f/c* dp +Njk a b 1 2 k第三套一、單項選擇題（每小題1 分，共 10 分）1. 在 20 世紀 50 代我國建的1954 京坐標系，采用的是克夫斯基橢球元素，其長半徑和扁分別為（ B ）。A、a=6378140、a =1/298.257 B、a=6378245、a =1/298.3C、a=6378145、a =1/298.357 D、a=6377245、a =1/298.02. 在使用GPS軟件進平差計算時，需要選擇哪種投影方式（A）

20、。A、橫軸墨卡托投影B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影3. 我國西起東經 72，東至東經 135，共跨有（ D ）個時區，我國采用東 8 區的 區時作為統一的標準時間。稱作京時間。A、 2B、 3C、 4D、 54. 在進GPSRTK實時動態定位時，需要計算在開闊地帶動站工作的最遠距離，已知TRIMMRKII （UHF）數據鏈無線電發射機心天線的高為9m，動站天線的高為 2m，則動站工作的最遠距離為（ A ）。A、 18.72mB、 16.72mC、 18.61mD、 16.61m5. 1884 在美國華盛頓召開的國際會議決定采用一種分區統一時刻，把全球按經劃分為 24個時區，每個時

21、區的經差為 15 ，則相鄰時區的時間相差lh。這種時 刻叫（ D ）。A、世界時B、歷書時C、恒星時D、區時6. 地球在繞太陽運時，地球自轉軸的方向在天球上緩慢地移動，春分點在黃道 上隨之緩慢移動，這種現象稱為（ A）。A、歲差B、黃赤交角C、黃極D、黃道7. GPS 衛星信號取無線電波中 L 波段的兩種同頻的電磁波作為載波，它們的頻 和波長分別為（ C ）：A、f 二 1575.02MHz,九二 19.13cm11f 二 1227.60 MHz,九二 24.22cm22B、f 二 1575.32MHz,九二 19.23cm11f 二 1227.66 MHz,九二 22.42cm22C、f 二

22、 1575.42MHz,九二 19.03cm11f 二 1227.60 MHz,九二 24.42cm22D、f = 1575.62MHz,九=19.53cm11f 二 1227.06 MHz,九二 24.12cm228. 測工作的直接目的是要確定地面點在空間的位置。 早期解決這一問題是采用 （ B ）測的方法。A、衛星B、天文C、大地D、無線電9. 單頻接收機只能接收經調制的 L1 信號。但由于改正模型的完善，誤差較大， 所以單頻接收機主要用于（ A ）的密定位工作。A、基線較短 B、基線較長 C、基線40kmD、基線30km10. GPS 接收機天線的定向標志線應指向（ D ）。其中 A 與

23、 B 級在顧及當地磁偏角修 正后，定向誤差應大于 5。A、正東B、正西C、正南D、正二、名詞解釋（5x4分）1 、世界協調時：一種以原子時秒長為基礎，在時刻上盡接近于世界時的一種折 中的時間系統。2、參考站:在一定的觀測時間內，一臺或幾臺接收機分別固定在一個或幾個測站上， 一直保持跟蹤衛星，其余接收機在這些測站的一定范圍內動站作業，這些固定測站 就稱為參考站。3、被動式測距:發射站在規定的時刻內準確地發出信號，用戶則根據自己的時鐘記 錄信號到達的時間，根據這一時差 求得單程距離 。由于用戶只需被動的接收信號， 故將這種測距方式稱為被動式測距。4、導航電文：包含有關衛星的星歷、衛星工作狀態、時間

24、系統、衛星鐘運狀態、 軌道攝動改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導航信息的數據碼（或D碼），是 用 GPS 進定位的數據基礎。5、多普定位法 : 根據多普效應原，用GPS 衛星較高的射電頻，由積分多普計數得出偽距差。三、填空（20x1分）1、GPS全球 定位系統具有全能性、全球性、全天候、連續_性和實時性的導航、 定位和定時功能。能為各類用戶提供密的 位置 _、速和時間。2、定義一個空間直角坐標系需要確定的三個要素是坐標原點的位置、3個坐標軸的 扌指向、長單位 。3、 GPS系統的空間部分由21顆工作衛星及_J顆備用衛星組成，它們均勻分布在 6個軌道上，距地面的平均高為 20200km，

25、運周期為 11小時58 分0 GPS接收機進 偽距定位時，至少需要同時觀測 4顆衛星。4、在 GPS 測定位中，與接收機有關的誤差主要有接收機鐘誤差、接收機位置誤 差、中心位置 誤差和載波相位觀測誤差等。5、 GPS接收機按接收載波的頻可分為：導航型接收機和測地型接收機o6、確定GPS衛星軌道平面的參數是升交點赤經，軌道面的傾角o7、 低GPS測過程中的多經效應的影響主要措施有選擇合適的站址和對接收機Q天線的要求o8、在定位工作中，可能由于衛星信號_被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛星跟蹤的暫時中斷，使計數器無法積計數，這種現象叫整周跳變_ o9、GPS接收機重建載波的主要方法有平方法、碼

26、相關法o四、簡答題（30分）1、簡述 GPS 載波相位測中，產生整周未知數的原因以及在觀測過程中是如何讓其保持固定值？（10 分）答：對于第-個歷元觀測時刻（to時刻），載波相位觀測中，卩0 =N0+Fr0，實際觀 測直是Fr0 ，是足-周的小數部分波長，而整數部分的波長N0是無法測得的，這就 是產生的整周夫知數。要讓它保持固定值就要進連續觀測，對于后續的歷元觀測時刻，載波相位觀測中i=N0+Fri + INT（ （pi）,實際觀測直是Fri和整周計數INT（ i）。所以通過兩個以上歷元的連續觀測，未知數沒有變化，觀測方程個數增加，就可以求解整周未知數。2、簡述實測星歷的概及意義。 （10 分

27、） 答：它是根據實測資進擬合處而直接得出的星歷。它需要在一些已知確位 置的點上跟蹤衛星來計算觀測瞬間的衛星真實位置，從而獲得準確可靠的密星歷。 這種星歷要在觀測后 12 個星期才能得到，這對導航和動態定位無任何意義，但是在 靜態密定位中具有重要作用。3、怎樣用雙頻觀測值來消除電離層延遲誤差（10 分）答：雙頻是同時接收 L1.L2 載波的信號，用兩頻對電離層延遲的一樣，可消 除電離層對電磁波延遲的影響.對于所有的 GPS 觀測數據而言，電離層的誤差是固有 的，但通過結合兩個頻的衛星觀測信息，可以通過建模型有效的消除這種誤差。第四套一、單項選擇題（每小題1 分，共10分）1. 在進 GPSRTK

28、 實時動態定位時，基準站放在未知點上，測區內僅有兩個已知 點，（ C ）定位測的最高。A、兩個已知點上B、一個已知點高，一個已知點低C、兩個已知點和它們的連線上D、兩個已知點連線的高2. 在進 GPSRTK 實時動態定位時，需要計算在開闊地帶動站工作的最遠距離，已知TRIMMRKII （UHF）數據鏈無線電發射機心天線的高為9m，動站天線的高為 2m，則動站工作的最遠距離為（A ）。A、 18.72mB、 16.72mC、 18.61mD、 16.61m3. 基準站GPS接收機與 TRIMMRKn （UHF）數據鏈無線電發射機之間的數據傳輸波特為（B ）。A、 4800B、 9600C、 19

29、200D、 384004. 1884 在美國華盛頓召開的國際會議決定采用一種分區統一時刻，把全球按經劃分為 24個時區，每個時區的經差為15 ，則相鄰時區的時間相差lh。這種時刻叫（ D ）。A、世界時B、歷書時C、恒星時5. 地球在繞太陽運時，地球自轉軸的方向在天球上緩慢地移動，春分點在黃道 上隨之緩慢移動，這種現象稱為（ A ）。A、歲差B、黃赤交角C、黃極D、黃道6. 我國西起東經 72，東至東經 135，共跨有 5 個時區，我國采用（ C ）的區 時作為統一的標準時間。稱作京時間。A、東區B、東七區C、東8區7. 按照規范規定，我國 GPS 測按其依次劃分為 級，最大距離可為平均距離的

30、 （B ）倍。AA、 A、 B、 C、 D、 EC、 13D、 248.在 20 世紀 50 代我國建的元素，其長半徑和扁分別為（A、a=6378140、a =1/298.2571954 京坐標系，采用的是克夫斯基橢球 ）。B、a=6378245、a =1/298.3C、a=6378145、a =1/298.357D、a=6377245、a =1/298.09.GPS 衛星信號取無線電波中L 波段的兩種同頻的電磁波作為載波，它們的頻和波長分別為（ C ）：A、f11575.02MHz，l119.13cm 2B、 1 1f1575.32MHz，l19.23cmC、 1 1f1575.42MHz，

31、l19.03cmD、 1 1f1575.62MHz，l19.53cm10.在GPS測中，觀測值是以接收機的（2f1227.60MHz，l24.22cm22f1227.66MHz，l22.42cm22f1227.60MHz，l24.42cm22f1227.06MHz，l24.12cmB ）位置為準的，所以天線的相位中C、點位中心D、高斯投影平面中心心應該與其幾何中心保持一致。B、相位中心A、幾何中心二、名詞解釋（5x4分）1、GPS時間系統：GPS時間系統采用原子時ATI秒長作為時間基準，時間起算原點定義在19801月6日UTC0時。2、靜態相對定位：接收機處于相對周圍建筑靜止狀態下，采用至少兩

32、臺 GPS 接收 機同步觀測相同的GPS衛星，以確定基線端點的相寸位置或基線向。3、原子時： 1967 國際計委員會決定采用銫原子場在基態的兩個超細能級 結構間躍遷輻射頻 9192631770 個周期的時間間隔為 1 秒，這樣長的秒，定義為原 子時秒，以此為基準的時間系統，稱為原子時。4、 多徑效應：在 GPS 測中，測站周圍的反射物所反射的衛星信號進入接收機 天線，并和直接來自衛星信號產生干涉，從而使觀測值偏離真值。這種由于多徑的信號傳播所引起的干涉時延效應稱為多徑效應。5、黃道：地球繞太陽公轉的軌道面與天球相交的平面稱為黃道面，相交的大圓稱 為黃道。三、填空（20x1分）1、GPS系統主要

33、由衛星星座、地面控制系統、用戶設備三部分組成。2、 在進GPS測時，觀測中存在著 系統誤差和偶然誤差。其中系統誤差 影響尤其顯著。3、GPS網一般是求得測站點的三維坐標，其中高程為 大地 高，而實際應用的高程 系統為正常高系統。4、 GPS接收機主要由天線 、主機、 電源 三部分組成。5、 4寸衛星所有的作用中,地球重場的引的引是最重要的。如果將它 的引視為 1，則其它作用均小于 10 -5。6、 單站GPS差分按基準站發送信息的方式分：位置差分、偽捷距差分、載波相位差分 。7、就整個地球空間而言統一坐標系的要求、它于,參心坐標系的足之處主要表現在：它適合 建全球研究全球重場、平、高控制網分離

34、，破壞空間點三維坐標完整性。8、GPS 定位的實質就是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采取 空間距離后方交會的方法，確定待定點的空間位置。9、用GPS定位的方法大致有四類：多普法、偽距法、射電干涉測法、偽距法和載波相位測法。目前在測工作中應用的主要方法是靜態定位中的 載波相位測法。四、簡答題（50分）1、簡述GPS定位技術相寸于常規測技術的優點。（10分）答：（1）選點靈活，無需通視（2）提高，耗費低（3）操作簡，效增加；（4）全天候作業，變被動為主動。2 PS測誤差主要夾源于哪幾個方面？并根據測誤差寸定位結果的影響說明在 外業工作中，選擇GPS點時的注意事項。（12分）答：誤差

35、源：衛星部分、信號傳播、信號接收、其他影響一）衛星部分 星歷誤差鐘誤差相寸論效應二）信號傳播 電離層寸層 多徑效應（三）信號接收接收機鐘誤差位置誤差天線相位中心變化（四）其他影時地球潮汐負荷潮選擇 GPS 點時的注意事項：主要要考慮消除多徑效應測站應遠離大面積平靜水域。灌木叢、草和其他地面植被能較好吸收微波信號的 能，是較為想的設站地址。測站宜選擇在山坡、山谷、和盆地中。以避免反射信號從天線抑徑板上方進入 天線，產生多徑效應。測站設置應遠離高層建筑物。3、簡述進 GPS 衛星位置計算的具體步驟。（14 分） 計算衛星運的平均角速 n 。 計算歸化時間t t=t-tk k oe 觀測時刻衛星平近

36、點M的計算。kno=kGm /a3Mk=M0+ntkn=n0+計算偏近點角E E= M+eSinEkk kk計算真近點角 V Vk=arc tan（Jl e2 *sin E ） /（cos E - e）Kk升交距角0的計算0 =v+kk k攝動改正項5， d ， d的計算u，r，i5u =Cuc*cos（20k） +Cus*sin（20k）u，uc*k usk5r =C cos（20 ） +C*sin（20 ）， rc*k rsk5i =Cic*cos（20k） +Cis*sin（20k）i， ic*k isk計算經過攝動改正后升角距uk、衛星矢徑日rk、軌道傾角ik （9）計算衛星在軌道平面

37、坐標系得坐標。x=rcosuy=rsinuk kkk kk9觀測時刻升交點經Q 的計算Q = QGASTkk191計算衛星在地心固定坐標系中的直角坐標Xk= xkcosQk- ykcosiksinQkYk=xksinQk+ykcosikcosQkZk=yksinik192衛星在協議地球坐標系中坐標計算，考慮極移影響X = X+ X* ZCTS k P kY = Y- Y* ZCTS k P kZ =- X* X+ Y* Y+ ZCTS P k P k k4、根據所學的專業知識，闡述 GPS 的應用概況和應用前景。（14 分）答：一、GPS應用于導國航主要是為船舶,汽車,飛機等運動物體進定位導航

38、。如： 船舶遠洋導航和進港引水飛機航引導和進場汽車自主導航地面車輛跟蹤和城市智能交通管緊急救生個人游及野外探險個人通訊終端（與手機，PDA，電子地圖等集成一體）二、GPS 應用于授時校頻電，郵電，通訊等網絡的時間同步準確時間的授入準確頻的授入三、GPS 應用于高測各種等級的大地測，控制測道和各種線放樣水下地形測地殼形變測，大壩和大型建筑物變形監測GIS 應用工程機械（輪胎吊，推土機等）控制細農業GPS 應用于智能運輸系統（ ITS）GPS 車輛監控調系統正如人們所說：GPS的應用，僅受人們的想象制約。GPS問世以夾，已充分顯示 其在導國航，定位領域的霸主地位。許多領域也由于GPS的出現而產生革

39、命性變化。目 前，幾乎全世界所有需要導航，定位的用戶，被 GPS的高，全天候，全球覆蓋， 方靈活和優質價所吸引。第五套一、單項選擇題（每小題1 分，共10分）1. 雙頻接收機可以同時接收 L1 和 L2 信號，用雙頻技術可以消除或減弱（ C ） 對觀測的影響，所以定位較高，基線長受限制，所以作業效較高。A、對層折射B、多徑誤差C、電離層扌折射D、相對論效應2. GPS衛星信號取無線電波中L波段的兩種同頻的電磁波作為載波， 在載波 L 2上調制有（ A ）。A、 P 碼和數據碼B、 C/A 碼、 P 碼和數據碼C、 C/A 和數據碼D、 C/A 碼、 P 碼3. 在定位工作中，可能由于衛星信號被

40、暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛星 跟蹤的暫時中斷，使計數器無法積計數，這種現象叫（ A ）。A、整周跳變B、相對論效應C、地球潮汐D、負荷潮4. 我國自建第一代衛星導航定位系統 “斗導航系統是全天候、全天時提供衛星導航信息的區域導航系統，它由（ B ）組成完整的衛星導航定位系統。A、兩顆工作衛星B、兩顆工作衛星和一顆備份星C、三顆工作衛星D、三顆工作衛星和一顆備份星5.衛星鐘采用的是GPS時，它是由主控站按照美國海軍天文臺（USNO）E（ D ） 進調整的。在 19801月6日時對準，隨閏秒增加。A、世界時（UT0）C、世界時（UT2）B、世界時（UT1）D、協調世界時（UTC）6. 在

41、20 世紀50 代我國建的1954 京坐標系是（C ）坐標系。A、 地心坐標系C、 參心坐標系B、 球面坐標系D、天球坐標系7. 我國在 1978 以后建1980 國家大地坐標系，采用的是 1975 國際大地測與地球物聯合會第十屆大會的推薦值，其長半徑和扁分別為（A ）。A、a=6378140、a =1/298.257B、a=6378245、a =1/298.3C、a=6378145、a =1/298.357 D、a=6377245、a =1/298.08. 我國西起東經 72，東至東經 135，共跨有（ D ）個時區，我國采用東 8 區的 區時作為統一的標準時間。稱作京時間。A、 2B、 3

42、C、 4D、 59. 在進GPSRTK實時動態定位時，需要計算在開闊地帶動站工作的最遠距離，已知TRIMMRKII （UHF）數據鏈無線電發射機心天線的高為9m，動站天線的高為 2m，則動站工作的最遠距離為（ A ）。A、 18.72mB、 16.72mC、 18.61mD、 16.61m10. 基準站GPS接收機與TRIMMRKI（UHF）數據鏈無線電發射機之間的數據傳輸波特為（ D ）。A、4800B、9600C、19200D、38400二、名詞解釋（5x3分）1. 黃極：過天球中心垂直于黃道面的直線與天球的交點稱為黃極。2. 被動式測距：發射站在規定的時刻內準確地發出信號，用戶則根據自己

43、的時鐘記 錄信號到達的時間，根據這一時差人七求得單程距離P。由于用戶只需被動的接收信號， 故將這種測距方式稱為被動式測距。3. 導航電文：GPS衛星的導航電文是用戶用夾定位和導航的數據基礎。它主要包括： 衛星星歷、時鐘改正、電離層時延改正、工作狀態信息以及 C/A 碼轉換到捕捉 P 碼的4. 靜態定位：如果在定位時，接收機的天線在跟蹤GPS衛星過程中，位置處于固定 動的靜止狀態，這種定位方式稱為靜態定位。5. 偽距 GPS 定位采用的是被動式單程測距。它的信號發射時刻是由衛星鐘確定的，包含著兩臺鐘同步的誤差影響，所以稱其為偽距。三、填空（20x1 分）1. 195710月4日，世界上第一顆人造

44、地球衛星發射成功，標志著人類進入空間技術的新時代。2. 我國的GPS衛星跟蹤網是由薩 、烏魯木齊、京、武漢、上海、長春、昆明 等七個跟蹤站組成的。3. 當地球自轉360時，衛星繞地球運兩圈，環繞地球運-圈的時間為小時58分。地面的觀測者每天可提前4min見到同一顆衛星，可見時間約為_5小時。 這樣，觀測者至少能觀測到 4顆衛星，最多可觀測到 11 顆衛星。4.1968國際時間局（BIH）決定，采用通過國際協議原點（CIO）和原格 尼治天文臺的經線為起始子午線。起始子午線與相應于 CIO 的赤道的交點 E 為經 點。這個系統稱為“ 1968BIH系統。5. 用 GPS 進定位有多種方式，如果就用

45、戶接收機天線所處的狀態而言，定位 方式分為靜態定位和動態 定位；按參考點的同位置，又可分為 單點定位和相對定位。6. 美國國防部制圖局（DMA）于1984發展一種新的世界大地坐標系，稱之為 美國國防部1984世界大地坐標系，簡稱WGS84。7. 協調世界時是綜合世界時與原子時的另一種記時方法，即秒長采用原子時的秒）長，時刻采用 世界時的時刻。&我國西起東經72，東至東經135，共跨有_5個時區，我國采用東8區的區時 作為統一的標準時間。稱作京時間。9. 在對衛星所有的作用中 ,地球重場的引是最重要的。如果將它的引視為 1 ，則其它作用均小于 10-5。10. 用 GPS定位的方法大致有四類：多

46、普法、偽距法、射電干涉測法、載波相位測法。目前在測工作中應用的主要方法是靜態定位中的偽距法和載波相位 測法。11. 在接收機和衛星間求二次差，可消去兩測站接收機的 相對鐘差改正。在實踐 中應用甚廣。12. 衛星星歷誤差實際上就是衛星位置的確定誤差。也是-種 起始數據誤差，其 大小主要取決于衛星跟蹤站的數及空間分布、觀測值的數及、軌道計算時所 用的軌道模型及定軌軟件的完善程。13. 想情況下的衛星運動， 是將地球視作勻質球體，且顧及其它攝動的影響， 衛星只是在地球質心引作用下而運動。14. GPS系統的空間部分由21顆工作衛星及 顆備用衛星組成，它們均勻分 布在6個軌道上，距地面的平均高為 20

47、200 km，運周期為 11小時58 分0四、簡答題（50 分）1、如何減弱GPS接收機鐘差。（10分）答:把每個觀測時刻的接收機鐘差當作-個獨的夫知數，在數據處中與觀 測站的位置參數一并求解0認為各觀測時刻的接收機鐘差間是相關的，像衛星鐘那樣，將接收機鐘差表示 為時間多項式，并在觀測的平差計算中求解多項式的系數0此法可大大減少未知數， 其成功與否關鍵在與鐘誤差模型的有效程0通過在衛星間求一次差來消除接收機的鐘差02、簡述GPS網的布網原則。（10分）答：為用戶的，GPS網圖形設計時應遵循以下原則：（ 1 ） GPS 網的布設應視其目的，作業時衛星狀況，預期達到的，成果 的可靠性以及工作效，按

48、照優化設計原則進。（2）GPS 網一般應通過獨觀測邊構成閉合圖形，如一個或干個獨 觀測環，或者附合線形式，以增加檢核條件，提高網的可靠性。（3）GPS 網內點與點之間雖要求通視，但應有于按常規測方法進 加密控制時應用。（4）可能條件下，新布設的GPS網應與附近已有的GPS點進聯測；新布 設的GPS網點應盡與地面原有控制網點相聯接，聯接處的重合點數應少于 三個，且分布均勻，以可靠地確定 GPS 網與原有網之間的轉換參數。（5）GPS 網點，應用已有水準點聯測高程3、如何重建載波？其方法和作用如何？（ 10 分）答：在 GPS 信號中由于已用相位調整的方法在載波上調制測距碼和導航 電文，因而接收到

49、的載波的相位已在連續，所以在進載波相位測之前， 首先要進解調工作，設法將調制在載波上的測距碼和衛星電文去掉，重新獲 取載波。重建載波一般可采用兩種方法：一是碼相關法，另一種是平方法。采用前 者，用戶可同時提取測距信號和衛星電文，但用戶必須知道測距碼的結構；采 用后者，用戶無須掌握測距碼的結構，但只能獲得載波信號而無法獲得測距碼 和衛星電文。4、簡述衛星大地測的作用。 （10 分）答：衛星大地測的作用分為如下幾方面：（ 1）確測定地面點地心（質心）坐標系內的坐標，從而能夠將全球大地網 連成整體，建成全球統一的大地測坐標系統。（ 2）確測地球的大小和形狀、地球外部引場、地極運動、大陸板塊間的相對運動以及大地水準面的形狀，為大地測和其他科學技術服務。 （3）廣泛地應用于空中和海上導航，地質礦產勘探及軍事等方面。5、簡述美國海軍導航衛星系統的建。 （10 分）答：美國海軍導航衛星系統（NNSS）是美國第一代衛星導航系統，由于該系統衛星 軌道通過地球極點，故也稱“子午（Transit）衛星系統，該系統于1964建成， 19677月該系統解密，提供民用，它的投入使用，充分顯示用人造地球衛星進導航定位的優越性。該系統由三部分（即空間部分、地面監控部分和用戶部分）組 成。