GPS測量原理與應(yīng)用試卷與答案(共5套)

'格+式'格+式專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理GPS原理與應(yīng)用第一套一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）計(jì)量原子時(shí)的時(shí)鐘稱為原子鐘，國際上是以（C）為基準(zhǔn)。A、銣原子鐘B、氫原子鐘C、銫原子鐘D、鉑原子鐘我國西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有5個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用（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)衛(wèi)星鐘采用的是GPS時(shí)，它是由主控站按照美國海軍天文臺（USNO）（D）進(jìn)行調(diào)整的。在1980年1月6日零時(shí)對準(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）在20世紀(jì)50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GPS定位是一種被動定位，必須建立高穩(wěn)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)。因此每顆衛(wèi)星上都必須安裝高精確度的時(shí)鐘。當(dāng)有1X10—9s的時(shí)間誤差時(shí)，將引起（B）cm的距離誤差。A、20B、30C、40D、501977年我國極移協(xié)作小組確定了我國的地極原點(diǎn)，記作（B）。A、JYD1958.0B、JYD1968.0C、JYD1978.0D、JYD1988.0在GPS測量中，觀測值都是以接收機(jī)的（B）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。A、幾何中心B、相位中心C、點(diǎn)位中心D、高斯投影平面中心在20世紀(jì)50年代我國建立的1954年北京坐標(biāo)系，采用的是克拉索夫斯基橢球元素，其長半徑和扁率分別為（B）。A、a=6378140、a=1/298.257B、a=6378245、a=1/298.3C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.0GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在①）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度為20200Km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。A、3個(gè)B、四個(gè)C、五個(gè)D、6個(gè)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2L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碼二、名詞解釋（5X4分）1、SA技術(shù)：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)星鐘的鐘頻信號中加入誤差，使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化，導(dǎo)致測距精度大為降低。2、多普勒定位法：根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的射電頻率，由積分多普勒計(jì)數(shù)得出偽距差。3、整周跳變：接收機(jī)在信號跟蹤接收過程出現(xiàn)信號中斷使計(jì)數(shù)器無法連續(xù)計(jì)數(shù)，恢復(fù)正常后小數(shù)部分正確，但整周數(shù)發(fā)生跳躍，即出現(xiàn)整周跳變。4、相對論效應(yīng)：GPS測量中由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動速度不同以及所處的位置引力位的不同而引起的測量誤差。5、赤經(jīng)：指赤道坐標(biāo)系的經(jīng)向坐標(biāo)，過天球上一點(diǎn)的赤經(jīng)圈與過春分點(diǎn)的二分圈所交的球面角。三、填空（20X1分）1、由于地球內(nèi)部和外部的動力學(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極，簡稱平極。2、GPS定位誤差中跟衛(wèi)星有關(guān)的誤差主要有_星歷誤差_、—鐘誤差_、相對論效應(yīng)。3、在一般的GPS短基線測量中，向量解的形式應(yīng)盡量采用雙差固定解。4、GPS控制網(wǎng)的網(wǎng)形主要有：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式。5、測地型GPS測量時(shí)，其基本觀測量是偽距、載波相位_。6、數(shù)據(jù)碼即導(dǎo)航電文，它包含著衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星、時(shí)間系統(tǒng)、運(yùn)行狀態(tài)、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(tài)定位是用GPS信號地測得運(yùn)動載體的位置。按照接收機(jī)載體的運(yùn)行速度，又將動態(tài)定位分成低動態(tài)、中等動態(tài)、高動態(tài)三種形式。8、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D級網(wǎng)的相鄰點(diǎn)之間的平均距離為10?5km，最大距離15km。9、GPS通用數(shù)據(jù)交換格式的名稱為：Rinex_。四、簡答題（50分）簡述GPS信號接收設(shè)備的其結(jié)構(gòu)和作用。（10分）答：（1）天線（帶前置放大器）；（2）信號處理器，用于信號接收、識別和處理；（3）'格+式'格+式格+式格+式專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理微處理器，用于接收機(jī)的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計(jì)算；（4）用戶信息傳輸，包括操作板、顯示板和數(shù)據(jù)存儲器；（5）精密振蕩器，用以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率；（6）電源。在用GPS信號傳遞時(shí)間時(shí)，存在著哪三種時(shí)間尺度（時(shí)標(biāo)）？（10分）答：其一為GPS時(shí)間，它是一種全球性的時(shí)間信號源，用以進(jìn)行精確的時(shí)間比對；二是每顆GPS衛(wèi)星的時(shí)鐘；三是用戶的接收機(jī)時(shí)鐘。GPS定時(shí)的實(shí)質(zhì)是測定用戶時(shí)鐘相對于GPS時(shí)間的偏差，并根據(jù)衛(wèi)星電文給出的有關(guān)參數(shù)，計(jì)算出世界協(xié)調(diào)時(shí)（UTC）。4、簡述所學(xué)南方GPS基線處理軟件進(jìn)行控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)平差的步驟。（15分）一、基線向量解算程序：（1）?獲取觀測數(shù)據(jù)：選擇相應(yīng)接收機(jī)類型后進(jìn)入文件對話框，找到任意一個(gè)GPS數(shù)據(jù)文件對GPS數(shù)據(jù)文件取名（2）信息編輯：輸入天線高，測站名和測站坐標(biāo)。（3）解算方法及參數(shù)選擇：L1、L2單頻解算；雙頻寬項(xiàng)（Widelane）解算控制參數(shù)（起始?xì)v元、總共歷元、采樣頻率、截止角、衛(wèi)星刪除）:（4）解算（5）解算成果查詢■二、網(wǎng)平差程序：（1）獲取基線數(shù)據(jù)：建立基線目錄，統(tǒng)一基線結(jié)果文件格式；選擇一個(gè)基線結(jié)果文件調(diào)入。'（2）計(jì)算閉合差：選擇基線各種不同解以及編輯刪除基線；計(jì)算基線閉合差；查詢計(jì)算結(jié)果文件（3）參數(shù)選擇：坐標(biāo)系選擇；:輸入中央子午線和確定投影方式■選擇坐標(biāo)轉(zhuǎn)換類型。求平移參數(shù)（shift）,求尺度比參數(shù)（scale）,求旋轉(zhuǎn)參數(shù)（rot）④選擇海拔高擬合方式。簡單平移（C）；平面擬和（C+X+Y）；XY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(jì)算（5）平差成果查詢第二套、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）在GPS測量中，觀測值都是以接收機(jī)的（B）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。A、幾何中心B、相位中心C、點(diǎn)位中心D、高斯投影平面中心在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇哪種投影方式（A）。A、橫軸墨卡托投影B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影計(jì)量原子時(shí)的時(shí)鐘稱為原子鐘，國際上是以（C）為基準(zhǔn)。A、銣原子鐘B、氫原子鐘C、銫原子鐘D、鉑原子鐘GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)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度為20200Km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。A、3個(gè)B、4個(gè)C、5個(gè)D、6個(gè)GPS定位是一種被動定位，必須建立高穩(wěn)定的頻率標(biāo)準(zhǔn)。因此每顆衛(wèi)星上都必須安裝高精確度的時(shí)鐘。當(dāng)有1X10—9s的時(shí)間誤差時(shí)，將引起（B）cm的距離誤差。A、20B、30C、40D、50在20世紀(jì)50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、a=1/298.257B、a=6378245、a=1/298.3C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.0我國西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有（D）個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用東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、2B、3C、4D、5地球在繞太陽運(yùn)行時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢地移動，春分點(diǎn)在黃道上隨之緩慢移動，這種現(xiàn)象稱為（A）。A、歲差B、黃赤交角C、黃極D、黃道基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRKII（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、4800B、9600C、19200D、38400二、名詞解釋（5X4分）1、WGS-84大地坐標(biāo)系：坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（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。2、多路徑效應(yīng)：在GPS測量中，測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號進(jìn)入接收機(jī)天線，并和直接來自衛(wèi)星信號產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)稱為多路徑效應(yīng)。3、偽距：GPS定位采用的是被動式單程測距。它的信號發(fā)射時(shí)刻是由衛(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。4、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，位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。5、廣播星歷：衛(wèi)星將地面監(jiān)測站注入的有關(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。三、填空（20X1分）1、差分GPS可以分為單站GPS差分（SRDGPS）、局部差分、廣域差分三種類型。2、GPS接收機(jī)按載波頻率分為：單頻接收機(jī)_、雙頻接收機(jī)。3、GPS衛(wèi)星信號包含_載波、測距碼、數(shù)據(jù)碼_三類。4、數(shù)據(jù)碼即導(dǎo)航電文，它包含著衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)、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、利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱_電離層折射對觀測量的影響，基線長度不受限制，所以定位精度和作業(yè)效率較高。6、GPS是美國的衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱，目前在運(yùn)行和正在研制、即將運(yùn)行的衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要還有俄羅斯的GLONASS、歐盟的伽利略系統(tǒng)GNSS（Galileo）、中國的北斗一號/北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。7、考慮到GPS定位時(shí)的誤差源，常用的差分法有如下三種：在接收機(jī)間求一次差；在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差；在接收機(jī)、衛(wèi)星和_觀測歷兀間求三次差。TOC\o"1-5"\h\z8、GPS接收機(jī)檢驗(yàn)的主要內(nèi)容有一般性檢驗(yàn)、實(shí)質(zhì)性檢驗(yàn)。9、天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北。其中A與B級在顧及當(dāng)?shù)卮牌切拚螅ㄏ蛘`差不應(yīng)大于土5°。天線底盤上的圓水準(zhǔn)氣泡必須居中。10、在對衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場_的引力是最重要的。如果將它的引力視為1，則其它作用力均小于10-5。四、簡答題（50分）1、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)上級主管部門下達(dá)的測量任務(wù)書和GPS測量規(guī)范來進(jìn)行的。格+式格+式格+式格+式專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理它的總的原則是，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）測站因素；（2）衛(wèi)星因素；（3）儀器因素；（4）后勤因素。2、試說明載波相位觀測值的組成部分（10分）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(shí)刻沿傳播路徑延遲的整周數(shù)，和從某一起始時(shí)刻至觀測時(shí)刻之間載波相位變化的整周數(shù)，以及接收機(jī)所能測定的載波相位差非整周的小數(shù)部分3、詳細(xì)闡述GPS測量數(shù)據(jù)處理的具體過程。（16分）答：（1）數(shù)據(jù)采集。野外數(shù)據(jù)采集。（2）數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)傳輸并分流生成四個(gè)文件：載波相位和偽距觀測方程，星歷參數(shù)文件,電離層參數(shù)和UTC參數(shù)文件，測站信息文件。（3）數(shù)據(jù)預(yù)處理：對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗(yàn)、剔除粗差，統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件。找出整周跳變點(diǎn)，修復(fù)觀測值，對觀測值進(jìn)行模型改正。O1GPS衛(wèi)星軌道方程標(biāo)準(zhǔn)化O2衛(wèi)星鐘差標(biāo)準(zhǔn)化O3O1GPS衛(wèi)星軌道方程標(biāo)準(zhǔn)化O2衛(wèi)星鐘差標(biāo)準(zhǔn)化O3觀測文件的標(biāo)準(zhǔn)化t=a0+a1(t-0)+a(t-t0)t22（4）GPS向量的解算。利用載波相位觀測值雙差求解或向量解算法求解基線向量，是一復(fù)雜的平差過程。O1觀測值殘差分析O2基線長度精度O3基線向量環(huán)閉合差及檢核（5）GPS網(wǎng)平差。以GPS基線向量為觀測值以其方差陣之逆陣為權(quán)，進(jìn)行平差計(jì)算消除多種圖形閉合條件不符值，求定各GPS網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)并進(jìn)行精度評定。4、闡述偽距測量和載波相位測量的基本原理，并寫出它們的觀測方程。（14分）答：偽距法定位是由GPS接收機(jī)在某一時(shí)刻測得四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距及已知的衛(wèi)星位置，采用距離交會法求定接收機(jī)天線所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)。GPS衛(wèi)星依據(jù)自己的時(shí)鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)測距碼，該測距碼經(jīng)過t時(shí)間傳播后到達(dá)接收機(jī)。接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同測距碼（復(fù)制碼）并通過時(shí)延器進(jìn)行相關(guān)處理使兩者完全對齊，則其延遲時(shí)間即為傳播時(shí)間，與光速乘積即得偽距觀測值。觀測方程：[（Xjs-X）2+（Xjs-X）2+（Xjs-X）2]1/2-c8tk=Pj+8pj1+8pj2-c§tj載波相位測量以GPS接收機(jī)接收到的載波信號與本振參考信號的相位差作為觀測量，接收機(jī)跟蹤衛(wèi)星信號，不斷測定小于一周的相位差。對載波相位觀測量運(yùn)用各種求差模型解算接收機(jī)天線的位置。觀測方程：①jk二f/c*p+f*8ta-f*8tb-f/c*8p1-f/c*8p2+Njk第三套一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）在20世紀(jì)50年代我國建立的1954年北京坐標(biāo)系，采用的是克拉索夫斯基橢球

元素，其長半徑和扁率分別為(B)。A、a=6378140、a=1/298.257B、a=6378245、a=1/298.3C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.0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)。A、橫軸墨卡托投影B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影共跨有(D)個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用東8區(qū)的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)我國西起東經(jīng)共跨有(D)個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用東8區(qū)的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)A、2BA、2B、3C、4、5在進(jìn)行GPS—RTK實(shí)時(shí)動態(tài)定位時(shí)，需要計(jì)算在開闊地帶流動站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRKII(UHF)數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天線的高度為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、18.72mB、16.72mC、18.61mD、16.61m5.1884年在美國華盛頓召開的國際會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(D)oA、世界時(shí)B、歷書時(shí)C、恒星時(shí)D、區(qū)時(shí)地球在繞太陽運(yùn)行時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢地移動，春分點(diǎn)在黃道上隨之緩慢移動，這種現(xiàn)象稱為(A)。A、歲差B、黃赤交角C、黃極D、黃道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，它們的頻率和波長分別為(C)：A、f11575.02MHz，1■119.13cmf21227.60MHz，2厲I24.22cmB、f1575.32MHz，19.23cmf1227.66MHz，Aj22.42cm1.12.2C、f11575.42MHz，19.03cmf21227.60MHz，24.42cm—■1———D、f1575.62MHz，19.53cmf1227.06MHz，24.12cm12-測量工作的直接目的是要確定地面點(diǎn)在空間的位置。早期解決這一問題都是采用(B)測量的方法。A、衛(wèi)星B、天文C、大地D、無線電單頻接收機(jī)只能接收經(jīng)調(diào)制的L1信號。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(A)的精密定位工作。A、基線較短B、基線較長C、基線240kmD、基線230kmGPS接收機(jī)天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向GPS接收機(jī)天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正后，定向誤差不應(yīng)大于±5°。D）。其中A與B級在顧及當(dāng)?shù)卮牌切轆、正東BA、正東B、正西C、正南D、正北二、名詞解釋（5X4分）1、世界協(xié)調(diào)時(shí)：一種以原子時(shí)秒長為基礎(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)。2、參考站:在一定的觀測時(shí)間內(nèi)，一臺或幾臺接收機(jī)分別固定在一個(gè)或幾個(gè)測站上，一直保持跟蹤衛(wèi)星，其余接收機(jī)在這些測站的一定范圍內(nèi)流動站作業(yè)，這些固定測站就稱為參考站。3、被動式測距:發(fā)射站在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)準(zhǔn)確地發(fā)出信號，用戶則根據(jù)自己的時(shí)鐘記錄信號到達(dá)的時(shí)間，根據(jù)這一時(shí)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(dǎo)航電文：包含有關(guān)衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)、軌道攝動改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼（或D碼），是利用GPS進(jìn)行定位的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。5、多普勒定位法：根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的射電頻率，由積分多普勒計(jì)數(shù)得出偽距差。三、填空（20X1分）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位置、速度和時(shí)間。__2、定義一個(gè)空間直角坐標(biāo)系需要確定的三個(gè)要素是坐標(biāo)原點(diǎn)的位置、3個(gè)坐標(biāo)軸的指向、長度單位。3、GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在6個(gè)軌道上，距地面的平均高度為20200km，運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。GPS接收機(jī)進(jìn)行偽距定位時(shí)，至少需要同時(shí)觀測4顆衛(wèi)星。4、在GPS測量定位中，與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要有接收機(jī)鐘誤差、接收機(jī)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(jī)按接收載波的頻率可分為：導(dǎo)航型接收機(jī)和測地型接收機(jī)。6、確定GPS衛(wèi)星軌道平面的參數(shù)是升交點(diǎn)赤經(jīng)，軌道面的傾角。7、降低GPS測量過程中的多路經(jīng)效應(yīng)的影響主要措施有選擇合適的站址和對接收機(jī)天線的要求。一8、在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號—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_。9、GPS接收機(jī)重建載波的主要方法有平方法、碼相關(guān)法。四、簡答題（30分）1、簡述GPS載波相位測量中，產(chǎn)生整周未知數(shù)的原因以及在觀測過程中是如何讓其保持固定值？（10分）答：對于第一個(gè)歷元觀測時(shí)刻（to時(shí)刻），載波相位觀測中，?0=N0+Fr0,實(shí)際觀測值是Fr0，是不足一周的小數(shù)部分波長，而整數(shù)部分的波長N0是無法測得的，這就是產(chǎn)生的整周未知數(shù)。要讓它保持固定值就要進(jìn)行連續(xù)觀測，對于后續(xù)的歷元觀測時(shí)刻，載波相位觀測中?i=N0+Fri+INT（?i）,實(shí)際觀測值是Fri和整周計(jì)數(shù)INT（?i）。所以通過兩個(gè)以上歷元的連續(xù)觀測，未知數(shù)沒有變化，觀測方程個(gè)數(shù)增加，就可以求解整周未知數(shù)。2、簡述實(shí)測星歷的概念及意義。（10分）答：它是根據(jù)實(shí)測資料進(jìn)行擬合處理而直接得出的星歷。它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來計(jì)算觀測瞬間的衛(wèi)星真實(shí)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1~2個(gè)星期才能得到，這對導(dǎo)航和動態(tài)定位無任何意義，但是在靜態(tài)精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(shí)接收L1.L2載波的信號，利用兩頻率對電離層延遲的不一樣，可消除電離層對電磁波延遲的影響?對于所有的GPS觀測數(shù)據(jù)而言，電離層的誤差都是固有的，但通過結(jié)合兩個(gè)頻率的衛(wèi)星觀測信息，可以通過建立模型有效的消除這種誤差。第四套一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）在進(jìn)行GPS—RTK實(shí)時(shí)動態(tài)定位時(shí)，基準(zhǔn)站放在未知點(diǎn)上，測區(qū)內(nèi)僅有兩個(gè)已知點(diǎn)，（C）定位測量的精度最高。A、兩個(gè)已知點(diǎn)上B、一個(gè)已知點(diǎn)高，一個(gè)已知點(diǎn)低C、兩個(gè)已知點(diǎn)和它們的連線上D、兩個(gè)已知點(diǎn)連線的精度高在進(jìn)行GPS—RTK實(shí)時(shí)動態(tài)定位時(shí)，需要計(jì)算在開闊地帶流動站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRKII（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天線的高度為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、18.72mB、16.72mC、18.61mD、16.61m3.基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRKII（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B）。A、4800B、9600C、19200D、384001884年在美國華盛頓召開的國際會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lh。這種時(shí)刻叫（D）。A、世界時(shí)B、歷書時(shí)C、恒星時(shí)D、區(qū)時(shí)地球在繞太陽運(yùn)行時(shí)，地球自轉(zhuǎn)軸的方向在天球上緩慢地移動，春分點(diǎn)在黃道上隨之緩慢移動，這種現(xiàn)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(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有5個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用（C）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、東六區(qū)B、東七區(qū)C、東8區(qū)D、東9區(qū)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，最大距離可為平均距離的（B）倍。A、1?2B、2?3C、1?3D、2?41954年北京坐標(biāo)系，采用的是克拉索夫斯基橢球元素，其在20世紀(jì)50年代我國建立的長半徑和扁率分別為（B1954年北京坐標(biāo)系，采用的是克拉索夫斯基橢球元素，其A、A、a=6378140、a=1/298.257B、a=6378245、a=1/298.3C、C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.09.GPS衛(wèi)星信號取無線電波中波段的兩種不同頻率的電磁波作為載波，它們的頻率和波長分別為（C）：、fMHzlcmfMHz，lcmA11575.029.GPS衛(wèi)星信號取無線電波中波段的兩種不同頻率的電磁波作為載波，它們的頻率和波長分別為（C）：、fMHzlcmfMHz，lcmA11575.02119.13221227.6024.22、f二MHzl=cmf二MHz，l—B11_1575.32_19.2322_1227.66_22.42f一MHzlcmf-MHzlC、11二1575.42，二19.0322二1227.60，二24.42、fMHz，lcmfMHz，lD111575.6219.53221227.0624.12cmcmcm觀測值都是以接收機(jī)的（10.在GPS測量中,幾何中心保持一致。B）位置為準(zhǔn)的，所以天線的相位中心應(yīng)該與其A、幾何中心、相位中心C、點(diǎn)位中心、高斯投影平面中心、名詞解釋（5X4分）1、GPS時(shí)間系統(tǒng)：GPS時(shí)間系統(tǒng)采用原子時(shí)ATI秒長作為時(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)。2、靜態(tài)相對定位：接收機(jī)處于相對周圍建筑靜止?fàn)顟B(tài)下，采用至少兩臺GPS接收機(jī)同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點(diǎn)的相對位置或基線向量。3、原子時(shí)：1967年國際計(jì)量委員會決定采用銫原子零場在基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級結(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)。4、多路徑效應(yīng)：在GPS測量中，測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號進(jìn)入接收機(jī)天線，并和直接來自衛(wèi)星信號產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)稱為多路徑效應(yīng)。5、黃道：地球繞太陽公轉(zhuǎn)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、1、GPS系統(tǒng)主要由衛(wèi)星星座、地面控制系統(tǒng)、用戶設(shè)備三部分組成。2、在進(jìn)行2、在進(jìn)行GPS測量時(shí)，觀測量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中系統(tǒng)誤差影響尤其顯著。3、3、GPS網(wǎng)一般是求得測站點(diǎn)的二維坐標(biāo),其中高程為大地高，而實(shí)際應(yīng)用的高程系統(tǒng)為正常高系統(tǒng)。4、GPS接收機(jī)主要由天線、主機(jī)、電源4、GPS接收機(jī)主要由天線、主機(jī)、電源三部分組成。5、在對衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場的引力的引力是最重要的。如果將它的引力視為1，則其它作用力均小于10-5。6、單站GPS差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息的方式分:6、單站GPS差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息的方式分:位置差分、偽距差分、載波相位差分建立全球7、就整個(gè)地球空間而言，參心坐標(biāo)系的不足之處主要表現(xiàn)在：它不適合統(tǒng)一坐標(biāo)系的要求、它不便于研究全球重力場、平、高控制網(wǎng)分離，破壞了空間點(diǎn)三維坐標(biāo)完整性。建立全球8、GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(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的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。9、用9、用GPS定位的方法大致有四類:多普勒法、偽距法、射電干涉測量法、偽距法和載波相位測量法。目前在測量工作中應(yīng)用的主要方法是靜態(tài)定位中的載波相位測量法。偽距法和四、簡答題（50分）1、簡述1、簡述GPS定位技術(shù)相對于常規(guī)測量技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。（10分）答：（1）選點(diǎn)靈活，無需通視（2）精度提高，耗費(fèi)降低（3）操作簡便，效益增加4）全天候作業(yè)，變被動為主動。2、GPS測量誤差主要來源于哪幾個(gè)方面？并根據(jù)測量誤差對定位結(jié)果的影響說明在

衛(wèi)星部分信號傳播信號接收其他影響①星歷誤差②鐘誤差③相對論效應(yīng)①電離層②對流層③多路徑效應(yīng)①接收機(jī)鐘誤差②位置誤差③天線相位中心變化①地球潮汐②負(fù)荷潮外業(yè)工作中，選擇GPS衛(wèi)星部分信號傳播信號接收其他影響①星歷誤差②鐘誤差③相對論效應(yīng)①電離層②對流層③多路徑效應(yīng)①接收機(jī)鐘誤差②位置誤差③天線相位中心變化①地球潮汐②負(fù)荷潮（二）（三）（四）選擇GPS點(diǎn)時(shí)的注意事項(xiàng)：主要要考慮消除多路徑效應(yīng)測站應(yīng)遠(yuǎn)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量，是較為理想的設(shè)站地址。測站不宜選擇在山坡、山谷、和盆地中。以避免反射信號從天線抑徑板上方進(jìn)入天線，產(chǎn)生多路徑效應(yīng)。測站設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離高層建筑物。3、簡述進(jìn)行GPS衛(wèi)星位置計(jì)算的具體步驟。（14分）答:1O2O計(jì)算歸化時(shí)間tk。3O觀測時(shí)刻衛(wèi)星平近點(diǎn)O計(jì)算偏近點(diǎn)角45O計(jì)算真近點(diǎn)角1O2O計(jì)算歸化時(shí)間tk。3O觀測時(shí)刻衛(wèi)星平近點(diǎn)O計(jì)算偏近點(diǎn)角45O計(jì)算真近點(diǎn)角計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)行的平均角速度ntk=t-toein0=、GMn=n0+nVk。MkE的計(jì)算。M+eSinEkkMk=M0+ntVk=arctan［（2*sin6。升交距角?k7O攝動改正項(xiàng)s算的計(jì)算。?k=Vk+su，sr，si的計(jì)）/（cosEk）Eeku，=Cuc*cos（2?k）+Cus*sin（2?k）r，=Crc*cos（2?k）+Crs*sin（2?ki，=Cic*cos（2?k）+Cis*sin（2?k）O8u，=Cuc*cos（2?k）+Cus*sin（2?k）r，=Crc*cos（2?k）+Crs*sin（2?ki，=Cic*cos（2?k）+Cis*sin（2?k）O8計(jì)算經(jīng)過攝動改正后升角距uk、衛(wèi)星矢徑日rk、、軌道傾角ik。計(jì)算衛(wèi)星在軌道平面坐標(biāo)系得坐標(biāo)。O9yk=rksinuxk=rkcosukk10kkO觀測時(shí)刻升交點(diǎn)經(jīng)度Q的計(jì)算Q二Q—GAST11O計(jì)算衛(wèi)星在地心固定坐標(biāo)系中的直角坐標(biāo)Xk=xkcosQk-ykcosiksinQkYk二xksinQk+ykcosikcosQkZk=yksinik12O衛(wèi)星在協(xié)議地球坐標(biāo)系中坐標(biāo)計(jì)算，考慮極移影響。XCTS=Xk+XP*Zk格+式格+式'格+式'格+式專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理YCTS=Yk-YP*ZkZCTS=-XP*Xk+YP*Yk+ZkGPS的應(yīng)用概況和應(yīng)用前景。（14GPS的應(yīng)用概況和應(yīng)用前景。（14分）一、GPS應(yīng)用于導(dǎo)航主要是為船舶,汽車,飛機(jī)等運(yùn)動物體進(jìn)行定位導(dǎo)航。例如：船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落汽車自主導(dǎo)航地面車輛跟蹤和城市智能交通管理緊急救生個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)個(gè)人通訊終端（與手機(jī)，PDA,電子地圖等集成一體）二、GPS應(yīng)用于授時(shí)校頻電力，郵電，通訊等網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步準(zhǔn)確時(shí)間的授入準(zhǔn)確頻率的授入三、GPS應(yīng)用于高精度測量各種等級的大地測量，控制測量道路和各種線路放樣水下地形測量地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測GIS應(yīng)用工程機(jī)械（輪胎吊，推土機(jī)等）控制精細(xì)農(nóng)業(yè)GPS應(yīng)用于智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）GPS車輛監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)正如人們所說："GPS的應(yīng)用，僅受人們的想象力制約。"GPS問世以來，已充分顯示了其在導(dǎo)航，定位領(lǐng)域的霸主地位。許多領(lǐng)域也由于GPS的出現(xiàn)而產(chǎn)生革命性變化。目前，幾乎全世界-所有需要導(dǎo)航，定位的用戶，都被GPS的高精度，全天候，全球覆蓋，方便靈活和優(yōu)質(zhì)價(jià)廉所吸引。第五套-一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）?1.雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1和L2信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱（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)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l2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碼在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時(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（A）。A、整周跳變B、相對論效應(yīng)C、地球潮汐D、負(fù)荷潮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（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)星和一顆備份星衛(wèi)星鐘采用的是GPS時(shí)，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(shí)對準(zhǔn)，不隨閏秒增加。A、世界時(shí)（A、世界時(shí)（UT0）C、世界時(shí)（UT2）6.20世紀(jì)50年代我國建立的在A、地心坐標(biāo)系BC、參心坐標(biāo)系D、世界時(shí)（UT1）、協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）1954年北京坐標(biāo)系是（C）坐標(biāo)系。、球面坐標(biāo)系、天球坐標(biāo)系我國在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、a=6378140、a=1/298.257B、a=6378245、a=1/298.3C、C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.0我國西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有（D）個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用東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、2BA、2B、3C、4D、5在進(jìn)行GPS—RTK實(shí)時(shí)動態(tài)定位時(shí)，需要計(jì)算在開闊地帶流動站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRKII（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天線的高度為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、18.72mB、16.72m、18.61mDA、18.72mB、16.72m、18.61mD、16.61m10.基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRKIIUHF)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、48009600A、48009600、19200、38400格+式格+式格+式格+式專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理專業(yè)資料整理二、名詞解釋（5X3分）黃極：過天球中心垂直于黃道面的直線與天球的交點(diǎn)稱為黃極。被動式測距：發(fā)射站在規(guī)定的時(shí)刻內(nèi)準(zhǔn)確地發(fā)出信號，用戶則根據(jù)自己的時(shí)鐘記錄信號到達(dá)的時(shí)間，根據(jù)這一時(shí)差t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。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。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，位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。偽距：GPS定位采用的是被動式單程測距。它的信號發(fā)射時(shí)刻是由衛(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。三、填空（20X1分）.1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)志著人類進(jìn)入了空間技術(shù)的新時(shí)代。我國的GPS衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)是由拉薩、烏魯木齊、北京、武漢、上海、長春、，昆明等七個(gè)跟蹤站組成的。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)360°時(shí)，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行兩圈，環(huán)繞地球運(yùn)行一圈的時(shí)間為時(shí)58分。一11小地面的觀測者每天可提前4min見到同一顆衛(wèi)星，可見時(shí)間約為這樣，觀測者至少能觀測_5小時(shí)。到4顆衛(wèi)星，最多可觀測到11顆衛(wèi)星。1968年國際時(shí)間局（BIH）決定，采用通過國際協(xié)議原點(diǎn)（CIO）和原格林尼治天文臺的經(jīng)線為起始子午線。起始子午線與相應(yīng)于CIO的赤道的交點(diǎn)E為經(jīng)度零點(diǎn)。這個(gè)系統(tǒng)稱為“1968BIH”系統(tǒng)。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，定位方式分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分為單點(diǎn)定位和相對定位。一6.美國國防部制圖局（DMA）于1984年發(fā)展了一種新的世界大地坐標(biāo)系，稱之為美國國防部1984年世界大地坐標(biāo)系，簡稱WGS—84。協(xié)調(diào)世界時(shí)是綜合了世界時(shí)與原子時(shí)的另一種記時(shí)方法，即秒長采用原子時(shí)的秒長，時(shí)刻采用世界時(shí)的時(shí)刻。我國西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有5個(gè)時(shí)區(qū)，我國采用東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。在對衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場的引力是最重要的。