武漢大學(xué)《GPS原理及其應(yīng)用》試卷B卷7頁

1、武漢大學(xué)測繪學(xué)院20032004學(xué)年第一學(xué)期期末考試GPS原理及其應(yīng)用課程試卷B試題標(biāo)準(zhǔn)答案一、填空（每空0.5分，共20分） 1.子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用6顆衛(wèi)星，并都通過地球的 南北極 運行。 2.自1974年以來，GPS計劃已經(jīng)歷了方案論證、 系統(tǒng) 論證、生產(chǎn)實驗三個階段?？偼顿Y超過200億美元。 3.按照規(guī)范規(guī)定，我國GPS測量按其精度依次劃分為AA、A、B、C、D、E六級，其中C級網(wǎng)的相鄰點之間的平均距離為1510km，最大距離為 40 km。 4.協(xié)調(diào)世界時是綜合了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。 5.衛(wèi)星鐘采用的是 GPS 時，它是由

2、主控站按照美國海軍天文臺（USNO）的協(xié)調(diào)世界時（UTC）進(jìn)行調(diào)整的。在 1980 年1月6日零時對準(zhǔn)，不隨閏秒增加。 6.當(dāng)GPS信號通過電離層時，信號的路徑會發(fā)生彎曲， 傳播 速度會發(fā)生變化。這種距離改正在天頂方向最大可達(dá) 50 m，在接近地平線方向可達(dá)150m。 7.在GPS定位測量中，觀測值都是以接收機(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 幾何 中心保持一致。 8.當(dāng)使用 兩臺或兩臺以上 的接收機(jī)，同時對同一組衛(wèi)星所進(jìn) 行的觀測稱為同步觀測。 9.按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計方案，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。10.在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，

3、可消去兩測站接收機(jī)的 相對鐘差 改正。在實踐中應(yīng)用甚廣。11.衛(wèi)星星歷誤差實際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差。也是一種 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 、觀測值的數(shù)量及精度、軌道計算時所用的軌道模型及 定軌軟件 的完善程度。12.GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計主要取決于用戶的要求、 經(jīng)費 、時間、人力以及所投入接收機(jī)的類型、 數(shù)量 和后勤保障條件等。13.根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有 點連 式、 邊連 式、網(wǎng)連式及邊點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)臺數(shù)等因素。二、單項選擇題（每小題1分，共10分）1.在20世紀(jì)50

4、年代我國建立的1954年北京坐標(biāo)系是（ C ）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2.我國在1978年以后建立了1980年國家大地坐標(biāo)系，采用的是1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會的推薦值，其長半徑和扁率分別為（ A ）。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.03.我國西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有（ D ）個時區(qū)，我國采用東8區(qū)的區(qū)時作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間。稱作北京時間。A、2 B

5、、3 C、4 D、5 4.雙頻接收機(jī)可以同時接收L1和 L2信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱 （ C ）對觀測量的影響，所以定位精度較高，基線長度不受限制，所以作業(yè)效率較高。A、對流層折射 B、多路徑誤差 C、電離層折射 D、相對論效應(yīng)5.GPS衛(wèi)星信號取無線電波中L波段的兩種不同頻率的電磁波作為載波， 在載波上調(diào)制有（ A ）。A、P碼和數(shù)據(jù)碼 B、C/A碼、P碼和數(shù)據(jù)碼C、C/A和數(shù)據(jù)碼 D、C/A碼、P碼6.在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法累積計數(shù)，這種現(xiàn)象叫（ A ）。A、 整周跳變 B、相對論效應(yīng) C、 地球潮汐 D、

6、負(fù)荷潮7.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、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由（ B ）組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。A、兩顆工作衛(wèi)星 B、兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星C、三顆工作衛(wèi)星 D、三顆工作衛(wèi)星和一顆備份星8.衛(wèi)星鐘采用的是GPS 時，它是由主控站按照美國海軍天文臺（USNO）的（ D ）進(jìn)行調(diào)整的。在1980年1月6日零時對準(zhǔn)，不隨閏秒增加。A、世界時（UT0） B、世界時（UT1）C、世界時（UT2） D、協(xié)調(diào)世界時（UTC）9.在進(jìn)行GPSRTK實時動態(tài)定位時，需要計算在開闊地帶流動站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRK（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天

7、線的高度為9m，流動站天線的高度為2m，則流動站工作的最遠(yuǎn)距離為（ A ）。A、18.72m B、16.72m C、18.61m D、16.61m10.基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRK（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸波特率為（ D ）。A、4800 B、9600 C、19200 D、38400三、名詞、概念解釋（15分）1. 偽距：答：GPS定位采用的是被動式單程測距。它的信號發(fā)射時刻是由衛(wèi)星鐘確定的，收到時刻則是由接收機(jī)鐘確定的，這就在測定的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺鐘不同步的誤差影響，所以稱其為偽距。 2.數(shù)據(jù)剔除率 答；同一時段中，刪除的觀測值個數(shù)與獲取的觀測

8、值總數(shù)的比值。 3.實測星歷答：是一些國家根據(jù)自己的衛(wèi)星跟蹤站觀測資料，經(jīng)過事后處理直接計算的衛(wèi)星星歷，它需要在一些已知精確位置的點上跟蹤衛(wèi)星來計算觀測瞬間的衛(wèi)星真實位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。這種星歷要在觀測后12個星期才能得到，對導(dǎo)航和動態(tài)定位毫無意義，但是在靜態(tài)精密定位中具有重要作用。4. 觀測時段答：測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收，連續(xù)觀測的時間間隔稱為觀測時段，簡稱時段。5. 黃道： 答：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為黃道面，它與天球相交的大圓稱為黃道。它就是當(dāng)?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時，觀測者所看到的太陽在天球上運動的軌跡。四、簡答題（30分）1. 簡述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（10分）答

9、：為了用戶的利益，GPS網(wǎng)圖形設(shè)計時應(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)計原則進(jìn)行。（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個或若干個獨立觀測環(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)點與點之間雖不要求通視，但應(yīng)有利于按常規(guī)測量方法進(jìn)行加密控制時應(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點進(jìn)行聯(lián)測；新布設(shè)的GPS網(wǎng)點應(yīng)盡量與地面原有控制網(wǎng)點相聯(lián)接，聯(lián)接處的重合點數(shù)不應(yīng)少于三個，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，應(yīng)利

10、用已有水準(zhǔn)點聯(lián)測高程。2. 如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。（10分）答：把每個觀測時刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個獨立的未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解。認(rèn)為各觀測時刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，像衛(wèi)星鐘那樣，將接收機(jī)鐘差表示為時間多項式，并在觀測量的平差計算中求解多項式的系數(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。通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。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(diào)整的方法在載波上調(diào)制了測距碼和導(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

11、測距碼和衛(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，用戶可同時提取測距信號和衛(wèi)星電文，但用戶必須知道測距碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無須掌握測距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號而無法獲得測距碼和衛(wèi)星電文。得分五、論述及分析題（25分）1.根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺雙頻GPS接收機(jī)作業(yè)，相臨點之間的距離約1km，儀器遷移時間約2030分鐘，已知接收機(jī)的使用序號和天線編號如下表，時間為2005年1月17日。請回答下列問題。（20分）根據(jù)右圖編寫定位的先后次序，并根據(jù)考試當(dāng)天的時間在相應(yīng)位置上寫出GPS文件格式；根據(jù)下圖PDOP值選擇最佳的觀測時段，填入GPS作業(yè)調(diào)度表中；根據(jù)控制網(wǎng)的圖形的觀測順序和觀測時間填寫GPS作業(yè)調(diào)度表；b序 號機(jī) 號1ca2919229303d5306GPS作業(yè)調(diào)度表時段編號觀測時間測站號/名測站號/名測站號/名機(jī)號機(jī)號機(jī)號08：108：40abd29192930530618：509：20cbd291929305306時間為2005年1月17日，故GPS文件格式為：第一個三角形a：29190170.dat b：29300170.dat c：53060170.dat第二個三角形d：29190171.dat b：29300171.dat c：53060171.dat注：除4時和8時左右外，觀測時間可以任選。2.已知權(quán)