成都理工大學(xué)GPS課程本科試題庫(kù)第二章坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)

1、第二章 GPS測(cè)量所涉及的時(shí)間系統(tǒng)與坐標(biāo)系統(tǒng)一、填空題1、黃道是指（）。答案：太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)的軌跡與天球表面的交線或地球公轉(zhuǎn)的軌跡與天球表面的交線2、GPS目前所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)，是（）。答案：WGS-84系3、歲差是指（）。答案：由于日月的引力，平北天極繞著北黃極做圓周運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象4、衛(wèi)星二體問題是指（）。答案：在研究衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)，僅考慮衛(wèi)星受到地心引力作用下的運(yùn)動(dòng)問題稱之為衛(wèi)星二體問題。5、升交點(diǎn)是指（）。答案：衛(wèi)星在軌道上由難向北運(yùn)動(dòng)時(shí)軌道與赤道的交點(diǎn)。6、GPS高程屬于（）高程系統(tǒng)。答案：大地7、建立協(xié)議地球坐標(biāo)系的原因是（）。答案：存在極移現(xiàn)象8、虛擬參考站法是指（）。答案：一臺(tái)接收機(jī)靜止在

2、地球表面，同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，確定接收機(jī)天線相位中心相對(duì)于地球質(zhì)量中心的三維位置的定位方式稱謂靜態(tài)絕對(duì)定位9、我國(guó)常用的高程系統(tǒng)有（）、（）、（）。答案：大地高系統(tǒng)正高系統(tǒng)正常高系統(tǒng)。10、GPS 時(shí)間系統(tǒng)是（）。答案：GPS 時(shí)間系統(tǒng):GPS 時(shí)間系統(tǒng)采用原子時(shí)ATI 秒長(zhǎng)作為時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間起算原點(diǎn)定義在1980 年1 月6 日UTC0 時(shí)。二、單選題1、未經(jīng)美國(guó)政府特許的用戶不能用（）來(lái)測(cè)定從衛(wèi)星至接收機(jī)間的距離。 A、C/A 碼 B、Ll載波相位觀測(cè)值 C、載波相位觀測(cè)值 D、Y 碼答案：D 2、利用廣播星歷進(jìn)行單點(diǎn)定位時(shí)，所求得的站坐標(biāo)屬于（）。 A、1954 北京坐標(biāo)系 B、198

3、0 年西安坐標(biāo)系 C、WGS-84 D、ITRF答案：C3、計(jì)量原子時(shí)的時(shí)鐘稱為原子鐘，國(guó)際上是以()為基準(zhǔn)。A、銣原子鐘 B、氫原子鐘 C、銫原子鐘 D、鉑原子鐘答案：C4、我國(guó)西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有5 個(gè)時(shí)區(qū)，我國(guó)采用( A )的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱作北京時(shí)間。A、東8 區(qū) B、西8 區(qū) C、東6 區(qū) D、西6 區(qū)答案：A5.衛(wèi)星鐘采用的是GPS 時(shí)，它是由主控站按照美國(guó)海軍天文臺(tái)(USNO) ()進(jìn)行調(diào)整的。在1980 年1 月6 日零時(shí)對(duì)準(zhǔn)，不隨閏秒增加。A、世界時(shí)(UT0) B、世界時(shí)(UT1) C、世界時(shí)(UT2) D、協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC

4、)答案：D 6.在20 世紀(jì)50 年代我國(guó)建立的1954 年北京坐標(biāo)系是( )坐標(biāo)系。A、地心坐標(biāo)系 B、球面坐標(biāo)系C、參心坐標(biāo)系D、天球坐標(biāo)系答案：C7. 1977 年我國(guó)極移協(xié)作小組確定了我國(guó)的地極原點(diǎn)，記作( )。A、JYD1958.0 B、JYD1968.0 C、JYD1978.0 D、JYD1988.0答案：B8.在20 世紀(jì) 50 年代我國(guó)建立的 1954 年北京坐標(biāo)系，采用的是克拉索夫斯基橢球元素，其長(zhǎng)半徑和扁率分別為()。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=

5、1/298.0答案：B9. 我國(guó)在1978 年以后建立了 1980 年國(guó)家大地坐標(biāo)系，采用的是 1975 年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)的推薦值，其長(zhǎng)半徑和扁率分別為( )。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.0答案：A10. 在使用GPS 軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇哪種投影方式( )。A、橫軸墨卡托投影 B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影答案：A11、在20 世紀(jì)50 年代我國(guó)建立的1954 年北京坐標(biāo)系是()坐標(biāo)系。A、地心坐標(biāo)系 B

6、、球面坐標(biāo)系C、參心坐標(biāo)系 D、天球坐標(biāo)系答案：C12、我國(guó)在1978 年以后建立了 1980 年國(guó)家大地坐標(biāo)系，采用的是 1975 年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第十六屆大會(huì)的推薦值，其長(zhǎng)半徑和扁率分別為( )。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3 C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.0答案：A13.我國(guó)西起東經(jīng) 72°，東至東經(jīng) 135°，共跨有()個(gè)時(shí)區(qū)，我國(guó)采用東 8 區(qū)的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。稱作北京時(shí)間。A、2 B、3 C、4 D、5答案：D14. 地球在繞太陽(yáng)運(yùn)

7、行時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢地移動(dòng)，春分點(diǎn)在黃道上隨之緩慢移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為( )。A、歲差 B、黃赤交角 C、黃極 D、黃道答案：A15、基準(zhǔn)站GPS 接收機(jī)與TRIMMRK(UHF)數(shù)據(jù)鏈無(wú)線電發(fā)射機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸波特率為( )。A、4800 B、9600 C、19200 D、38400答案：D16、.在進(jìn)行GPS-RTK 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位時(shí)，需要計(jì)算在開闊地帶流動(dòng)站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRK(UHF)數(shù)據(jù)鏈無(wú)線電發(fā)射機(jī)天線的高度為9m，流動(dòng)站天線的高度為2m，則流動(dòng)站工作的最遠(yuǎn)距離為( )。A、18.72m B、16.72m C、18.61m D、16.61m 答案：A17.

8、1884 年在美國(guó)華盛頓召開的國(guó)際會(huì)議決定采用一種分區(qū)統(tǒng)一時(shí)刻，把全球按經(jīng)度劃分為24 個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)的經(jīng)度差為15 °，則相鄰時(shí)區(qū)的時(shí)間相差1h。這種時(shí)刻叫( )。A、世界時(shí) B、歷書時(shí) C、恒星時(shí)D、區(qū)時(shí)答案：D18、.單頻接收機(jī)只能接收經(jīng)調(diào)制的 L1 信號(hào)。但由于改正模型的不完善，誤差較大，所以單頻接收機(jī)主要用于( )的精密定位工作。A、基線較短 B、基線較長(zhǎng) C、基線40km D、基線30km 答案：A19.GPS 接收機(jī)天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向( )。其中A 與B 級(jí)在顧及當(dāng)?shù)卮牌切拚螅ㄏ蛘`差不應(yīng)大于±5°。A、正東B、正西 C、正南D、正北答案：

9、D20、1884 年在美國(guó)華盛頓召開的國(guó)際會(huì)議決定采用一種分區(qū)統(tǒng)一時(shí)刻，把全球按經(jīng)度劃分為24 個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)的經(jīng)度差為15 °，則相鄰時(shí)區(qū)的時(shí)間相差1h。這種時(shí)刻叫( )。A、世界時(shí) B、歷書時(shí) C、恒星時(shí) D、區(qū)時(shí)答案：D三、多選題1、WGS-84坐標(biāo)系說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A、WGS-84是大地坐標(biāo)系 B、 Y軸與Z、X軸構(gòu)成左手系 C、長(zhǎng)半軸 a6378140(m)，扁率 f =  1/298.257  D、原點(diǎn)在地球中心答案：BCD2、我國(guó)當(dāng)前的國(guó)家大地坐標(biāo)系有（）A、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系 B、2

10、005國(guó)家大地坐標(biāo)系C、1954年北京坐標(biāo)系 D、1980西安坐標(biāo)系答案：ACD6、北京54坐標(biāo)系采用的橢球體和原點(diǎn)是（）A、WGS-84地心橢球 B、克拉索夫斯基橢球體C、地球質(zhì)心 D、橢球幾何中心答案：BD7、WGS-84坐標(biāo)系說(shuō)法正確的是（）A、一種國(guó)際上采用的地心坐標(biāo)系 B、坐標(biāo)原點(diǎn)為地球中心C、地心空間直角坐標(biāo)系的X軸指向BIH （國(guó)際時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu)）D、Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系答案：AD8、新北京54坐標(biāo)系的特點(diǎn)包括（   ） A、屬參心大地坐標(biāo)系 B、橢球參數(shù)（長(zhǎng)半軸和扁率）與1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系的相同 &#

11、160;       C、橢球軸向與舊P54坐標(biāo)系的橢球軸向相同 D、大地原點(diǎn)與1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)相同 ，高程基準(zhǔn)為1956年青島驗(yàn)潮站求出的黃梅平均海水面 。答案：ABCD9、GPS時(shí)間系統(tǒng)（） A、全球定位系統(tǒng)(GPS)建立了專用的時(shí)間系統(tǒng)          B、由GPS的主控站原子鐘所控制 C、起點(diǎn)與國(guó)際原子時(shí)系統(tǒng)相同 D、采用原子時(shí)秒長(zhǎng)

12、0;    答案：ABD10、1980國(guó)家大地坐標(biāo)系說(shuō)法正確的是（    ） A、地心坐標(biāo)系  B、大地原點(diǎn)在陜西省徑陽(yáng)縣永樂鎮(zhèn) C、Z軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點(diǎn)JYD1968.0的方向 D、大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺(tái)子午面 答案：BD 四、判斷判斷下列說(shuō)法是否正確1、WGS-84坐標(biāo)系是一種國(guó)際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（）答案：對(duì)2、西安80國(guó)家大地坐標(biāo)系，是我國(guó)當(dāng)前最新的國(guó)家大地坐標(biāo)系（）答案：錯(cuò)

13、3、新北京54坐標(biāo)系大地原點(diǎn)與1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系(簡(jiǎn)稱C80)的相同，橢球軸向與C80橢球軸指向相同，橢球參數(shù)與舊54坐標(biāo)系的橢球參數(shù)相同。（）答案：錯(cuò)4、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系是全球地心坐標(biāo)系在我國(guó)的具體體現(xiàn)，其原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心。（）答案：對(duì)5、天球坐標(biāo)系隨著投影到天球上的坐標(biāo)格網(wǎng)的不同而不同，沿著大圓將天空分成兩個(gè)相等的半球的平面稱為水準(zhǔn)面。（）答案：錯(cuò)6、地球直角坐標(biāo)系的定義是：原點(diǎn)O與地球質(zhì)心重合，Z軸指向地球北極。（）答案：對(duì)7、地球大地坐標(biāo)系是地球橢球的中心與地球質(zhì)心重合，橢球的長(zhǎng)軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合。（）答案：錯(cuò)8、協(xié)調(diào)世界時(shí)的秒長(zhǎng)與原子時(shí)秒長(zhǎng)一致，在

14、時(shí)刻上盡量與世界時(shí)接近。（）答案：對(duì)9、任意兩空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，要進(jìn)行精確轉(zhuǎn)換，必須知道至少3個(gè)重合點(diǎn)（即為在兩坐標(biāo)系中坐標(biāo)均為已知的點(diǎn)。（）答案：對(duì)10、常用的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法有三參數(shù)法、四參數(shù)法和七參數(shù)法。（）答案：對(duì)五、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換常用三種方法和簡(jiǎn)述GPS 定位技術(shù)相對(duì)于常規(guī)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)？答案：常用的方法有三參數(shù)法、四參數(shù)法和七參數(shù)法。(1)選點(diǎn)靈活，無(wú)需通視(2)精度提高，耗費(fèi)降低(3)操作簡(jiǎn)便，效益增加; (4)全天候作業(yè)，變被動(dòng)為主動(dòng)。2、WGS-84大地坐標(biāo)系？答案：WGS-84是修正NSWC9Z-2參考系的原點(diǎn)和尺度變化，并旋轉(zhuǎn)其參考子午面與BIH定義的零度

15、子午面一致而得到的一個(gè)新參考系，WGS-84坐標(biāo)系的原點(diǎn)在地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)定地球極（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。3、大地坐標(biāo)系和參考橢球定義？答案：大地坐標(biāo)系是大地測(cè)量中以參考橢球面為基準(zhǔn)面建立起來(lái)的坐標(biāo)系。地面點(diǎn)的位置用大地經(jīng)度、大地緯度和大地高度表示。大地坐標(biāo)系的確立包括選擇一個(gè)橢球、對(duì)橢球進(jìn)行定位和確定大地起算數(shù)據(jù)。一個(gè)形狀、大小和定位、定向都已確定的地球橢球叫參考橢球。4、右手直角坐標(biāo)系？答案：在空間直角坐標(biāo)系中，讓右手拇指指向x軸的正方向，食指指向y軸的正方向，如果中指能指向z軸的正

16、方向，則稱這個(gè)坐標(biāo)系為右手直角坐標(biāo)系。5、GPS的時(shí)間系統(tǒng)是？答案: GPS時(shí)間系統(tǒng)采用原子時(shí)AT1秒長(zhǎng)作時(shí)間基準(zhǔn)，秒長(zhǎng)定義為銫原子CS133基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷輻射振蕩9192631170周所持續(xù)的時(shí)間，時(shí)間起算的原點(diǎn)定義在1980年1月6日世界協(xié)調(diào)時(shí)UTC0時(shí)，啟動(dòng)后不跳秒，保證時(shí)間的連續(xù)。6、西安80坐標(biāo)系特點(diǎn)？答案：（2）西安80坐標(biāo)系是參心坐標(biāo)系，橢球短軸Z軸平行于地球質(zhì)心指向地極原點(diǎn)方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺(tái)子午面；X軸在大地起始子午面內(nèi)與 Z軸垂直指向經(jīng)度 0方向；Y軸與 Z、X軸成右手坐標(biāo)系；（3）橢球參數(shù)采用IUG 1975年大會(huì)推薦的參數(shù)，因而可得西

17、安80橢球兩個(gè)最常用的幾何參數(shù)為：長(zhǎng)半軸a=6378140±5（m）短半軸b=6356755.2882（m）扁率=1/298.257第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947橢球定位時(shí)按我國(guó)范圍內(nèi)高程異常值平方和最小為原則求解參數(shù)。（4）多點(diǎn)定位；（5）基準(zhǔn)面采用青島大港驗(yàn)潮站19521979年確定的黃海平均海水面（即1985國(guó)家高程基準(zhǔn)）。7、ITRF坐標(biāo)框架簡(jiǎn)介？答案：它是一個(gè)地心參考框架，由空間大地測(cè)量觀測(cè)站的坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)速度來(lái)定義，是國(guó)際地球自轉(zhuǎn)服務(wù)的地面參考框架。8、坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換分類有哪些？答案：1、大地坐標(biāo)（BLH

18、）對(duì)平面直角坐標(biāo)（XYZ）。常規(guī)的轉(zhuǎn)換應(yīng)先確定轉(zhuǎn)換數(shù)參，即橢球參數(shù)、分帶標(biāo)準(zhǔn)（3度，6度）和中央子午線的經(jīng)度。橢球參數(shù)就是指平面直角坐標(biāo)系采用什么樣的橢球基準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)有不同的長(zhǎng)短軸及扁率。2、北京54全國(guó)80及WGS84坐標(biāo)系（WGS一84 Coordinate System）的相互轉(zhuǎn)換。一種國(guó)際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH （國(guó)際時(shí)間）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。3、任意兩空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，要進(jìn)行精確轉(zhuǎn)換，

19、必須知道至少3個(gè)重合點(diǎn)（即為在兩坐標(biāo)系中坐標(biāo)均為已知的點(diǎn)。采用布爾莎模型進(jìn)行求解。布爾莎公式。其中第2類可歸入第三類中。常用的方法有三參數(shù)法、四參數(shù)法和七參數(shù)法。六、名詞解釋1、國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)CIO 答案:國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)CIO:國(guó)際大地測(cè)量學(xué)協(xié)會(huì)和國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)，于1967年建議，采用國(guó)際上5個(gè)緯度服務(wù)站在1900-1905年間測(cè)定的平均緯度所確定的平均地極位置為國(guó)際協(xié)議低級(jí)原點(diǎn)（conventional international origin- CIO)。2、國(guó)際地球參考框架(ITRF)答案：國(guó)際地球參考框架(ITRF)：ITRF是（international terrestrial refe

20、rence frame)是ITRS的具體體現(xiàn)，是根據(jù)VLBISLRLIRGPS等空間大地測(cè)量技術(shù)的觀測(cè)量，由IERS中心局分析得出的一組全球站坐標(biāo)和速度場(chǎng)。3、春分點(diǎn)答案：春分點(diǎn)：太陽(yáng)由南向北視運(yùn)動(dòng)的軌道與赤道的交點(diǎn)4、極移答案：極移：地球自轉(zhuǎn)軸的位置在地球表面上隨時(shí)間而改變的現(xiàn)象5、SA技術(shù)答案：SA技術(shù)：選擇可用性技術(shù)，即人為的將誤差引入衛(wèi)星鐘和衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，故意降低GPS定位精度。包括對(duì)基本頻率的技術(shù)和對(duì)衛(wèi)星鐘的技術(shù)。6、AS技術(shù)答案：AS技術(shù)：反電子誘騙技術(shù)，即將p碼與更為保密的W碼摸二相加構(gòu)成Y碼。7、天球坐標(biāo)系答案：天球坐標(biāo)系：是不考慮地球自轉(zhuǎn)影響，把地球看成一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，研究空中

21、天體相對(duì)于地球質(zhì)量中心的運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系。8、赤經(jīng)答案：赤經(jīng):指赤道坐標(biāo)系的經(jīng)向坐標(biāo)，過(guò)天球上一點(diǎn)的赤經(jīng)圈與過(guò)春分點(diǎn)的二分圈所交的球面角。9、世界協(xié)調(diào)時(shí)答案：世界協(xié)調(diào)時(shí):一種以原子時(shí)秒長(zhǎng)為基礎(chǔ)，在時(shí)刻上盡量接近于世界時(shí)的一種折中的時(shí)間系統(tǒng)。10、參考站:答案：參考站:在一定的觀測(cè)時(shí)間內(nèi)，一臺(tái)或幾臺(tái)接收機(jī)分別固定在一個(gè)或幾個(gè)測(cè)站上，一直保持跟蹤衛(wèi)星，其余接收機(jī)在這些測(cè)站的一定范圍內(nèi)流動(dòng)站作業(yè)，這些固定測(cè)站就稱為參考站。11、GPS 時(shí)間系統(tǒng)答案：GPS 時(shí)間系統(tǒng):GPS 時(shí)間系統(tǒng)采用原子時(shí)ATI 秒長(zhǎng)作為時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間起算原點(diǎn)定義在1980 年1 月6 日UTC0 時(shí)。12、原子時(shí)答案：原子時(shí):19

22、67 年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)決定采用銫原子零場(chǎng)在基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)結(jié)構(gòu)間躍遷輻射頻率9192631770 個(gè)周期的時(shí)間間隔為1 秒，這樣長(zhǎng)度的秒，定義為原子時(shí)秒，以此為基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)，稱為原子時(shí)。13、天球答案：天球:指以地球質(zhì)心為中心，半徑r為任意長(zhǎng)度的一個(gè)假想球體。為建立球面坐標(biāo)系統(tǒng)，必須確定球面上的一些參考點(diǎn)、線、面和圈。14、章動(dòng)答案：章動(dòng):北天極除了均勻地每年西行以外,還要繞著平北天極做周期性的運(yùn)動(dòng)。軌跡為一橢圓。15、春分點(diǎn)答案：春分點(diǎn):當(dāng)太陽(yáng)在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)行時(shí)，黃道與天球赤道的交點(diǎn)真近點(diǎn)角:在軌道平面上衛(wèi)星與近地點(diǎn)之間的地心角距。16、升交點(diǎn)赤經(jīng)答案：升交點(diǎn)赤經(jīng):在地

23、球平面上，升交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間的地心夾角.17、近地點(diǎn)角距答案：近地點(diǎn)角距:在軌道平面上近地點(diǎn)與升交點(diǎn)之間的地心角距.18、歷元答案：歷元:在天文學(xué)和衛(wèi)星定位中，與所獲取數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻也稱歷元。19、軌道答案：軌道:衛(wèi)星在空間運(yùn)行的軌跡20、軌道參數(shù)答案：軌道參數(shù):描述衛(wèi)星軌道位置和狀態(tài)的參七、計(jì)算題1、對(duì)同一空間點(diǎn)，天球空間直角坐標(biāo)（1,1,2）轉(zhuǎn)化為與其等效的天球球面坐標(biāo)系坐標(biāo)?答案：坐標(biāo)（1,1,2）代入公式：R=X2+Y2+Z2=tan-1YX=tan-1ZX2+Y2R=6=45=45轉(zhuǎn)化為與其等效的天球球面坐標(biāo)系坐標(biāo)(6,45，45)2、對(duì)同一空間點(diǎn)，天球球面坐標(biāo)系 (6,45，45)

24、轉(zhuǎn)化為與其等效的天球空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)?答案：坐標(biāo)(6,45，45)代入公式： X=Rcoscos Y= Rsincos Z=Rsin轉(zhuǎn)化為與其等效的天球空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)（1,1,2）3、對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系：X=（N+H）cosBcosLY=（N+H）cosBsinLZ=(N(1-e2)+N)sinB請(qǐng)將大地坐標(biāo)（L,B,H）=（60，30，2）轉(zhuǎn)化為直角坐標(biāo)系坐標(biāo)？其中e=1,a=3 N=2答案：（L,B,H）=（60，30，），e=1,a=3 N=2代入公式：X=（N+H）cosBcosLY=（N+H）cosBsinLZ=(N(1-e2)+N)sin

25、B得到：（X，Y,Z）=（1,1,1 ）4、對(duì)同一空間點(diǎn)，直角坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系參數(shù)間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系：L=tan-1 ( XY)B=Z(N+H)/X2+Y2(N(1-e2)+H)H=Z/sinB-N(1-e2)式中， N=a/1-e2sinB2，N為該點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑；e2=(a2-b2)/a2，a,e分別為該大地坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)橢球的長(zhǎng)半徑和第一偏心率。其中：e=1,a=3請(qǐng)將直角坐標(biāo)系坐標(biāo)（1,1,1 ）轉(zhuǎn)化為大地坐標(biāo)系坐標(biāo)？答案：將（1,1,1 ），e=1,a=3分別代入L=tan-1 ( XY)B=Z(N+H)/X2+Y2(N(1-e2)+H)H=Z/sinB-N(1-e2)N=a/1-e

26、2sinB2得到：N=2 （L,B,H）=（60，30，2）5、對(duì)同一空間點(diǎn)，天球球面坐標(biāo)系 (6,45，45)利用與其等效的天球空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)為橋梁）轉(zhuǎn)化為大地坐標(biāo)系坐標(biāo)? 其中e=1,a=3答案：坐標(biāo)(6,45，45)代入公式：X=Rcoscos Y= Rsincos Z=Rsin轉(zhuǎn)化為與其等效的天球空間直角坐標(biāo)系坐標(biāo)（1,1,2）將（1,1,2），e=1,a=3分別代入L=tan-1 ( XY)B=Z(N+H)/X2+Y2(N(1-e2)+H)H=Z/sinB-N(1-e2)N=a/1-e2sinB2得到：N=2 大地坐標(biāo)系坐標(biāo)（L,B,H）=（45，75，2）八、證明題1、求證參心

27、大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心空間直角坐標(biāo)公式。求證：我們已知參心大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心空間直角坐標(biāo)公式為公式中，N為橢球面卯酉圈的曲率半徑，e為橢球的第一偏心率，a、b 橢球的長(zhǎng)短半徑，f 橢球扁率，W為第一輔助系數(shù)或西安80橢球參數(shù)：長(zhǎng)半軸a=6378140±5（m）短半軸b=6356755.2882m扁率=1/298.2572、論證高斯投影相比其他投影的優(yōu)越性。答：高斯投影概述高斯-克呂格投影的條件：1）. 是正形投影；2）. 中央子午線不變形高斯投影的性質(zhì)：1）. 投影后角度不變；2）. 長(zhǎng)度比與點(diǎn)位有關(guān)，與方向無(wú)關(guān)； 3）. 離中央子午線越遠(yuǎn)變形越大為控制投影后的長(zhǎng)度變形，采用分帶投影的方

28、法。常用3度帶或6度帶分帶，城市或工程控制網(wǎng)坐標(biāo)可采用不按3度帶中央子午線的任意帶。3、用公式證明高斯投影正算公式和高斯投影反算公式可以互逆。答：高斯投影正算公式：高斯投影反算公式：對(duì)比公式可以證明高斯投影正算公式和高斯投影反算公式可以互逆的。4、用公式證明參心大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心空間直角坐標(biāo)的可行性。答：參心大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心空間直角坐標(biāo)：公式中，N為橢球面卯酉圈的曲率半徑，e為橢球的第一偏心率，a、b 橢球的長(zhǎng)短半徑，f 橢球扁率，W為第一輔助系數(shù)或西安80橢球參數(shù)：長(zhǎng)半軸a=6378140±5（m）；短半軸b=6356755.2882m；扁率=1/298.257公式說(shuō)明了參心大地

29、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心空間直角坐標(biāo)可行的。5、用公式證明了參心空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心大地坐標(biāo)是可行的。答：參心空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參心大地坐標(biāo)公式說(shuō)明了參心空間直角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為參心大地坐標(biāo)可行的。九、圖題1、填表1WGS-84、北京54和西安80坐標(biāo)系主要參數(shù)坐標(biāo)系 橢球體長(zhǎng)半軸a短半軸b 扁率f 北京5463782451/298.3西安80IAG1975  6356755.2881575 WGS-84WGS-8463781371/298.257223563答案：坐標(biāo)系 橢球體長(zhǎng)半軸a短半軸b 扁率f 北京54Kras

30、sovsky63782456356863.0187731/298.3西安80IAG1975 6378140 6356755.2881575 1/298.257WGS-84WGS-8463781376356752.31424511/298.2572235632、看圖回答下列問題：1）什么是春分點(diǎn)？2）什么是建立天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面？答案：春分點(diǎn)：指太陽(yáng)由南向北運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，所經(jīng)過(guò)的天球黃道和天球赤道的交點(diǎn)。春分點(diǎn)和天球赤道面是建立天球坐標(biāo)系的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面。3、1）天球坐標(biāo)系分為哪兩種？答案：真天球坐標(biāo)系和平天球坐標(biāo)系.2）如上圖：簡(jiǎn)要介紹天球坐標(biāo)系的兩種分類坐

31、標(biāo)系？答案：真天球坐標(biāo)系的原點(diǎn)為地球的質(zhì)心M，Z軸指向真北天極Pn,X軸指向春分點(diǎn),Y軸垂直于XMZ平面。平天球坐標(biāo)系的原點(diǎn)為地球的質(zhì)心M，Z軸指向平北天極Pn,X軸指向春分點(diǎn),Y軸垂直于XMZ平面。上述兩種坐標(biāo)系的差別在于他們選取了不同的北天極的位置，故要是由平天極坐標(biāo)系到真天極坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，就必須考慮歲差和章動(dòng)旋轉(zhuǎn)所影響的情況。換句話說(shuō)就是要考慮到歲差旋轉(zhuǎn)和章動(dòng)旋轉(zhuǎn)地影響。4、地球坐標(biāo)系也可以分為兩種：即平地球坐標(biāo)系和真地球坐標(biāo)系。根據(jù)上圖簡(jiǎn)要介紹平地球坐標(biāo)系和真地球坐標(biāo)系。答案：1 平地球坐標(biāo)系：它的地極位置采用國(guó)際協(xié)議地極原點(diǎn)CIO(由1900到1905年測(cè)定的平均緯度所確定的平均地極

32、位置)。原點(diǎn)：地球質(zhì)心M。Z軸：指向CIO。X軸：指向格林威治起始子午面與地球平赤道的交點(diǎn)。Y軸：垂直于XMZ平面。2 真地球坐標(biāo)系原點(diǎn)：地球質(zhì)心M。Z軸：指向地球瞬時(shí)極。X軸：指向格林威治起始子午面與地球瞬時(shí)真赤道的交點(diǎn)。Y軸：垂直于XMZ平面。5、在GPS 定位系統(tǒng)所用的空間坐標(biāo)系統(tǒng)當(dāng)中，我們一般采用天球坐標(biāo)去研究衛(wèi)星的空間運(yùn)動(dòng)，而采用地球坐標(biāo)去研究地面監(jiān)控站點(diǎn)，他們之間的轉(zhuǎn)換問題一般可以按照下面的步驟來(lái)分析：平天球坐標(biāo)歲差，章動(dòng)影響（1）（2）真地球坐標(biāo)極移旋轉(zhuǎn)（3）填充表中空缺內(nèi)容：（1） （2） （3）答案：（1）真天球坐標(biāo)（2）旋轉(zhuǎn)春分點(diǎn)時(shí)角（3）平地球坐標(biāo)十、論述題1、WGS-8

33、4大地坐標(biāo)系是如何定義的?WGS-84橢球的長(zhǎng)半軸和扁率為多少?答案： WGS-84(World Geodetic System,1984年)是美國(guó)國(guó)防部研制確定的大地坐標(biāo)系，其坐標(biāo)系的幾何定義是:原點(diǎn)在地球質(zhì)心，Z軸指向BIH 1984. 0定義的協(xié)議地球極(CTP)方向，x軸指向BIH1984. 0的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z. X軸構(gòu)成右手系。對(duì)應(yīng)于WGS-84大地坐標(biāo)系有一個(gè)WGS-84橢球，其常數(shù)采用IUGG第17屆大會(huì)大地測(cè)量常數(shù)的推薦值。這里給出WGS-84橢球的兩個(gè)最常用的幾何常數(shù):(其中扁率分母要精確到小數(shù)點(diǎn)后6位) 長(zhǎng)半軸a=6 378 137士2 m 扁率f=1

34、/298.257 223 5632、坐標(biāo)聯(lián)測(cè)的目的是什么?實(shí)現(xiàn)這一目的的數(shù)據(jù)處理基本思想是什么?對(duì)聯(lián)測(cè)點(diǎn) 有何要求? 答案: 1)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)的目的 GPS定位獲得的是在WGS-84坐標(biāo)系下的觀測(cè)量基線向量，經(jīng)空間無(wú)約束平差后，可獲得WGS-84空間直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(I Y Z) G, 只有將其轉(zhuǎn)換為地方參考坐標(biāo)系(即地面網(wǎng)所在的參考坐標(biāo)系)下的高斯平面直角坐標(biāo)(和以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的正常高)，才能便于實(shí)際應(yīng)用。 為實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換，在布設(shè)GPS網(wǎng)時(shí)，需要選擇一些地方參考坐標(biāo)系(即地面網(wǎng)所在的參考坐標(biāo)系)下坐標(biāo)已知的控制點(diǎn)，并同時(shí)在這些點(diǎn)上進(jìn)行GPS測(cè)量，這種點(diǎn)稱為坐標(biāo)聯(lián)測(cè)點(diǎn)，在聯(lián)測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行GPS測(cè)量的過(guò)程稱為坐標(biāo)聯(lián)測(cè)。2)實(shí)現(xiàn)這一目的的數(shù)據(jù)處理基本思想坐標(biāo)聯(lián)測(cè)的目的是為了實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的基本思想是:根據(jù)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)點(diǎn)的兩套坐標(biāo)，建立兩坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型;然后采用最小二乘法求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，并對(duì)轉(zhuǎn)換參數(shù)的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn);根據(jù)轉(zhuǎn)換參數(shù)及相應(yīng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型，將所有GPS點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系下的坐標(biāo)， 轉(zhuǎn)換成地方參考坐標(biāo)系下的坐標(biāo);對(duì)轉(zhuǎn)換后GPS網(wǎng)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。)對(duì)聯(lián)測(cè)點(diǎn)的要求為保證轉(zhuǎn)換后GPS網(wǎng)的質(zhì)量，對(duì)坐標(biāo)聯(lián)測(cè)點(diǎn)提出了如下主要要求:聯(lián)測(cè)點(diǎn)要有足夠的數(shù)量:不能少于3個(gè)，有條件時(shí)盡量多一些;聯(lián)測(cè)點(diǎn)的分布要均勻:聯(lián)測(cè)點(diǎn)的分布要能覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)，外圍和