GPS測量原理與應(yīng)用-復(fù)習(xí)參考11

1、GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分——GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶部分——GPS接收機(jī)。2、GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星與3顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在6個近似圓形軌道上。3、GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。4、GPS衛(wèi)星位置采用WGS-84大地坐標(biāo)系。5、GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘均采用穩(wěn)定而連續(xù)的GPS時間系統(tǒng)。6、GPS衛(wèi)星星歷分為預(yù)報星歷(廣播星歷)和后處理星歷（精密星歷）。7、GPS接收機(jī)依據(jù)其用途可分為：導(dǎo)航型接收機(jī)、測地（量）型接收機(jī)和授時型接收機(jī)。8、在GPS定位工作中，由于某種原因，如衛(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)象稱為整周跳變（周跳）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)連式和邊點混合連接四種基本方式。選擇什么樣的組網(wǎng)，取決于工程所要求的精度、野外條件與GPS接收機(jī)臺數(shù)等因素。10、衛(wèi)星定位中常采用空間直角坐標(biāo)系與其相應(yīng)的大地坐標(biāo)系，一般取地球質(zhì)心為坐標(biāo)系原點。11、我國目前常采用的兩個國家坐標(biāo)系是1954年北京坐標(biāo)系和1980年國家大地坐標(biāo)系。12、GPS接收機(jī)的天線類型主要有：單板天線；四螺旋形天線；微帶天線和錐形天線。13、GPS接收機(jī)主要由GPS接收機(jī)天線單元、GPS接收機(jī)主機(jī)單元和電源三部分組成。14、單站差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息的方式來分，可分為、位置差分偽距差分和載波相位差分。15、與信號傳播有關(guān)的誤差有電離層折射誤差、對流層折射誤差與多路徑效應(yīng)誤差。16、GPS的數(shù)據(jù)處理基本流程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、基線結(jié)算、GPS網(wǎng)平差。17、GPS衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。18、對于N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-119、雙頻接收機(jī)可以同時接收L1和L2信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱對流層折射對觀測量的影響，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。二、名詞解釋（每題3分，共18分）偽距：就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得出的量側(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以與信號經(jīng)過電離層和對流層的延遲，量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。GPS相對定位：是至少用兩臺GPS接收機(jī)，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機(jī)天線之間的相對位置。觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段稱為觀測時段，簡稱時段。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。后處理星歷：一些國家某些部門，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤占所獲得的對GPS衛(wèi)星的精密觀測資料，應(yīng)用與確定廣播星歷相似的方法而計算三、簡答（每題6分，共36）簡述GPS系統(tǒng)的特點定位精度高（1分）觀測時間短（1分）測站間無需通視（1分）可提供三維坐標(biāo)（1分）操作簡便（0.5分）全天候作業(yè)（1分）功能多，應(yīng)用廣（0.5分）回答：全能性、全球性、連續(xù)性和實時性的也各1分。簡述接收機(jī)的主要任務(wù)。當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行（2分）；對所接收到的GPS信號，具有變換、放大和處理的功能（2分）；測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間（2分）。3．簡述無攝運(yùn)動中開普勒軌道參數(shù)。軌道橢圓的長半徑；（a）（1分）軌道橢圓偏心率（e）（或軌道橢圓的短半徑）；（1分）衛(wèi)星的真近點角；（V）（1分）升交點赤經(jīng)；（Ω）（1分）軌道面傾角；（i）（1分）近地點角距。（ω）（1分）5.減弱電離層影響的措施。利用雙頻觀測;（2分）利用電離層改正模型加以改正;（2分）利用同步觀測值求差。（2分）6.簡述快速靜態(tài)定位的作業(yè)方式。在測區(qū)中部選擇一個基準(zhǔn)站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星(3分)；另一臺接收機(jī)依次到各點流動設(shè)站，每點觀測數(shù)分鐘(3分)。四、論述（共23分）什么是偽距單點定位？說明用戶在使用GPS接收機(jī)進(jìn)行偽距單點定位時，為何需要同時觀測至少4顆GPS衛(wèi)星？（13分）根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺GPS接收機(jī)的偽距測量觀測值來直接獨(dú)立確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)的方法叫單點定位，也叫絕對定位。（5分）由于進(jìn)行偽距單點定位時，每顆衛(wèi)星的偽距測量觀測值中都包含有接收機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測量觀測值很不準(zhǔn)確。（4分）需要將接收機(jī)鐘差作為一個未知數(shù)加入到偽距單點定位的計算中，再加上坐標(biāo)三個未知數(shù)，所以至少需要4個偽距觀測值，即需要同時觀測至少4顆GPS衛(wèi)星。（4分）2、什么是多路徑誤差?試述消弱多路徑誤差的方法。（10分）在GPS測量中，如果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，這就和直接來自衛(wèi)星的信號產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值，產(chǎn)生多路徑誤差。（5分）消多路徑誤差的方法:（1）選擇合適的站址測站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜地水面;

（1分）測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中;（1分）測站應(yīng)離開高層建筑物.（1分）（2）對接收機(jī)天線的要求a、在天線中設(shè)置抑徑板（1分）b、接收天線對于極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。（1分）二、名詞解釋（每題3分，共18分）WGS-84大地坐標(biāo)系：原點位于地球質(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定義的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。GPS絕對定位:也叫單點定位，即利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測值直接確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中相對坐標(biāo)系原點的決對位置.廣域差分:基本思想是對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對每一種誤差源分別加以“模型化”，然后將計算的每一種誤差源的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，以對用戶GPS定位誤差加以改正，達(dá)到削弱這些誤差源，改善用戶GPS定位精度的目的。同步觀測:同步觀測是指兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時對一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測.異步觀測環(huán):在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該改多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)。整周跳變：在定位過程中，衛(wèi)星信號可能被暫時阻擋，或受外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法累計計數(shù)，出現(xiàn)信號失鎖，使其后的相位觀測值均含有同樣的整周誤差，這種現(xiàn)象叫整周跳變，簡稱周跳。三、簡答（每題6分，共36）1、簡述美國GPS衛(wèi)星的主要參數(shù)。GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星與3顆備用衛(wèi)星組成(2分)，它們均勻分布在6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58分(2分)。載波頻率為1575.42MHz和1227.60MHz(2分)。2、簡述衛(wèi)星的受攝運(yùn)動與其主要攝動力?？紤]了攝動力作用的衛(wèi)星運(yùn)動稱為衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(2分)。主要的攝動力有：日月引力(1分)；地球潮汐作用力(1分)；太陽輻射壓力(1分)；大氣阻力(1分)。3、簡述動態(tài)定位的作業(yè)方法建立一個基準(zhǔn)站安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星(2分)；流動站接收機(jī)先在出發(fā)點上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘，然后流動站接收機(jī)從出發(fā)點開始連續(xù)運(yùn)動(2分)；按指定的時間和間隔自動測定運(yùn)動載體的實體位置(2分)。4、如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。把每個觀測時刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個獨(dú)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。(2分)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。(2分)通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。(2分)5、試說明載波相位觀測值的組成部分。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路徑延遲的整周數(shù)(2分)，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(shù)(2分)，以與接收機(jī)所能測定的載波相位差非整周的小數(shù)部分(2分)。6、簡述GPS衛(wèi)星的主要作用。接收地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文和其它信號；(2分)接收地面主控站的命令，修正其在軌運(yùn)行偏差與啟用備件等；(2分)連續(xù)地向廣大用戶發(fā)送GPS導(dǎo)航定位信號，并用電文的形式提供衛(wèi)星自身的現(xiàn)勢位置與其它在軌衛(wèi)星的概略位置，以便用戶接收使用。(2分)四、論述（每題10分，共20分）1、如何重建載波？其方法和作用如何？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)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波(3分)。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(3分)。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(4分)。2、簡述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則。答：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，成果的可靠性以與工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計原則進(jìn)行。(2分)（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個或若干個獨(dú)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。(2分)（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。(2分)（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)。(2分)（5）GPS網(wǎng)點，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點聯(lián)測高程。(2分)GPS測量原理與應(yīng)用第一章1．GPS系統(tǒng)組成①空間部分——GPS衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作（21+3）GPS星座。24顆在軌衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55°，各個軌道平面之間相距60°。在地球表面上任何地點任何時刻，在高度角15°以上，平均可同時觀測到6顆衛(wèi)星，最多可達(dá)9顆衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星的作用：a、接受地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文b、接受地面主控站命令，適時改正運(yùn)行偏差或啟用備用時鐘等c、連續(xù)地向用戶發(fā)送GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并用電文的形式提供衛(wèi)星的現(xiàn)勢位置與其他在軌衛(wèi)星的概略位置。d、GPS衛(wèi)星關(guān)鍵在于衛(wèi)星的壽命要長，時間精度要高。②地面控制系統(tǒng)——地面監(jiān)控系統(tǒng)1個主控站（美國科羅拉多）3個注入站（阿森松島,迪哥加西亞島，卡瓦加蘭）5個監(jiān)控站（1+3+夏威夷）地面監(jiān)控系統(tǒng)的作用：a、提供每顆GPS衛(wèi)星所播發(fā)的星歷b、監(jiān)測和控制衛(wèi)星上各種設(shè)備是否正常工作，以與衛(wèi)星是否一直沿著預(yù)定軌道運(yùn)行c、保持各種衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)——GPS時間系統(tǒng)。③用戶設(shè)備系統(tǒng)——GPS信號接收機(jī)接收機(jī)的任務(wù)：接受GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，以與獲得必要的導(dǎo)航和定位信息與觀測量，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理而完成導(dǎo)航和定位工作。2．全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS，美國GPS系統(tǒng)，俄羅斯GLONASS系統(tǒng)，歐盟伽利略GALILEO系統(tǒng)，中國北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng)，日本MSAS系統(tǒng)3．我國北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航地位系統(tǒng)與其他定位系統(tǒng)的主要區(qū)別：它不僅能使用戶測定自己的點位坐標(biāo)，而且還可以告訴別人自己處在什么點位。4．GPS系統(tǒng)的特點：①定位精度高②觀測時間短③測站間無需通視④可提供三位坐標(biāo)⑤操作簡便⑥全天候作業(yè)⑦功能多，應(yīng)用廣5．GPS系統(tǒng)的應(yīng)用前景①用于建立高精度的國家性大地測量控制網(wǎng)，測定全球性的地球動態(tài)參數(shù)②用于建立陸地海洋大地測量基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度的海島陸地聯(lián)測以與海洋測繪③用于監(jiān)測地球板塊運(yùn)動狀態(tài)和地殼形變④用于工程測量，成為建立城市與工程控制網(wǎng)的主要手段⑤用于測定航空航天攝影瞬間的相機(jī)位置第二章1.完全定義一個空間直角坐標(biāo)系必須明確：①坐標(biāo)原點位置②三個坐標(biāo)軸的指向③長度單位2.參心坐標(biāo)系和質(zhì)心坐標(biāo)系的定義：參心是橢球的幾何中心，質(zhì)心是橢球的質(zhì)量中心3.WGS—84坐標(biāo)系的定義：原點位于地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（CIP）方向，X軸指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交點，Y軸與Z,X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。4.我國目前常用的兩個國家大地坐標(biāo)系統(tǒng)①1954年北京坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系）②1980年國家大地坐標(biāo)系（參心坐標(biāo)系，大地原點設(shè)在我國西部—陜西省涇陽縣永樂鎮(zhèn)）5.兩個不同坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法需要求出坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，轉(zhuǎn)換參數(shù)一般式利用重合點的兩套坐標(biāo)值通過一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，當(dāng)重合點數(shù)為三個以上時，可以用布爾薩七參數(shù)法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。6.GPS時間系統(tǒng)如何定義？采用原子時ATI秒長作為時間基準(zhǔn)，時間起算的原點定在1980年1月6日UTC0時。第三章1．二體問題：忽略所有的攝動力，僅考慮地球質(zhì)心引力研究衛(wèi)星相對于地球的運(yùn)動，在天體力學(xué)中，稱之為二體問題。2．衛(wèi)星的無攝運(yùn)動（二體運(yùn)動）：只考慮地球質(zhì)心引力作用的衛(wèi)星運(yùn)動。3．開普勒軌道參數(shù)（軌道根數(shù)）有幾個，各代表什麼含義？①長半徑a②扁心率e（或短半徑b）③真近點角V（在軌道平面上衛(wèi)星與近地點之間的地心角距）④升交點半徑Ω（在赤道面上，升交點N與春分點γ之間的地心夾角）⑤軌道面傾角?（衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角）⑥近地點角距ω（在軌道平面上近地點A與升交點N之間的地心角距）注：確定橢圓的形狀和大小需要兩個參數(shù)①②確定衛(wèi)星在軌道上的位置需要一個參數(shù)③④⑤兩個參數(shù)唯一確定了衛(wèi)星軌道平面與地球體之間的相對定向⑥表達(dá)了開普勒橢圓在軌道平面上的定向4．衛(wèi)星的受攝運(yùn)動在攝動力的作用下，衛(wèi)星的運(yùn)動將偏離二體問題的運(yùn)動軌道，通常稱考慮了攝動力作用的衛(wèi)星運(yùn)動為衛(wèi)星的受攝運(yùn)動。5．衛(wèi)星星歷與其作用？衛(wèi)星星歷就是一組對應(yīng)某一時刻的軌道參數(shù)與其變率。有了衛(wèi)星星歷就可以計算出任意時刻的衛(wèi)星位置與其速度。6．GPS衛(wèi)星星歷的分類：①預(yù)報星歷(廣播星歷)通常包括相對某一參考?xì)v元的開普勒軌道參數(shù)和必要的軌道攝動改正項參數(shù)②后處理星歷是一些國家某些部門，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤站所獲得的對GPS衛(wèi)星的精密觀測資料，應(yīng)用與確定廣播星歷相似的方法而計算的衛(wèi)星星歷。它可以向用戶提供在用戶觀測時間內(nèi)的衛(wèi)星星歷，避免了星歷外推的誤差。第四章1．導(dǎo)航電文（衛(wèi)星電文、數(shù)據(jù)碼/D碼）：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)。主要包括：衛(wèi)星星歷，時鐘改正，電離層時延延正，工作狀態(tài)信息以與C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。衛(wèi)星星歷每小時更新一次，12.5min播完一次。2.描述衛(wèi)星的運(yùn)行需要幾大類參數(shù)？①開普勒六參數(shù)②軌道攝動九參數(shù)③時間二參數(shù)3.GPS衛(wèi)星信號是GPS衛(wèi)星向廣大用戶發(fā)送的用于導(dǎo)航定位的調(diào)制波，它包含有：載波，測距碼，數(shù)據(jù)碼4.GPS使用L1,L2兩種載波的目的：L1波長19.032cm，L2波長24.42cm目的在于測量出或消除掉由于電離層效應(yīng)而引起的延遲誤差。5.C/A碼和P碼的含義？C/A碼是用于粗測距和捕獲GPS衛(wèi)星信號的偽隨機(jī)碼。P碼是衛(wèi)星的精測碼。6.GPS接收機(jī)的分類：①按用途：導(dǎo)航型、測地型、授時型接收機(jī)②按載波頻率：單頻和雙頻接收機(jī)③按通道數(shù)：多通道、序貫通道、多路多用通道接收機(jī)④按工作原理：碼相關(guān)型、平方型、混合型、干涉型接收機(jī)7.GPS接收機(jī)的組成：由GPS接收機(jī)天線單元，GPS接收機(jī)天線主機(jī)單元和電源三部分組成。前置放大器是將GPS信號電流放大。第五章1．GPS定位原理：設(shè)在時刻t在測站點P用GPS接收機(jī)同時測得P點至三顆衛(wèi)星S1，S2，S3的距離ρ1，ρ2，ρ3，通過GPS電文解譯出該時刻三顆GPS衛(wèi)星的三維坐標(biāo)分別為（xi，yi，zi），i=1，2，3。用距離交會法解算出P點的三維坐標(biāo)（X,Y,Z）的觀測方程為：2．偽距的定義？①偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得出的量測距離。②由于衛(wèi)星鐘，接收機(jī)鐘的誤差以與無線電信號經(jīng)過電離層和對流層的延遲，實測出的距離與幾何距離有一定差值，因此成為偽距。偽距法距離測量的原理：GPS衛(wèi)星依據(jù)自己的時鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測距碼，該測距碼經(jīng)過T時間的傳播后到達(dá)接收機(jī)。接收機(jī)在自己的時鐘控制下產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同的測距碼—復(fù)制碼，并通過時延器使其延遲時間t將這兩組測距碼進(jìn)行相關(guān)處理，若自相關(guān)系數(shù)R（t）≠1，則繼續(xù)調(diào)整延遲時間t直至自相關(guān)系數(shù)R（t）=1為止。3.載波相位測量原理：載波相位測量的觀測值是GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號與接收機(jī)本振參考信號的相位數(shù)。4.載波相位測量中如何確定整周未知數(shù)N?①偽距法②將整周未知數(shù)當(dāng)作平差中的待定參數(shù)—經(jīng)典方法③多普勒法（三差法）④快速確定整周未知數(shù)5．整周跳變：在跟蹤過程中，由于某種原因造成衛(wèi)星信號所鎖，計數(shù)器無法連續(xù)計數(shù)。當(dāng)信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確，但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確的，這種現(xiàn)象成為整周跳變。5．GPS絕對定位（單點定位）：利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測值直接確定用戶接收機(jī)天線在WGS—84坐標(biāo)系中相對于坐標(biāo)原點—地球質(zhì)心的絕對位置。①靜態(tài)絕對定位：接收機(jī)天線處于靜止?fàn)顟B(tài)下，確定觀測站坐標(biāo)的方法。②動態(tài)絕對定位：接收機(jī)天線處于運(yùn)動狀態(tài)（或靜止時間較短）注：空間位置精度因子PDOP＜6是最好的狀態(tài)，＜8湊合。6．GPS相對定位：是至少兩臺GPS接收機(jī)，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機(jī)天線之間的相對位置（坐標(biāo)差）。7．差分GPS定位技術(shù)：是將一臺GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準(zhǔn)站實時地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測的同時，也接收到基準(zhǔn)站的改正數(shù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。包括：基準(zhǔn)站、衛(wèi)星和接收機(jī)三部分9．差分GPS可分為單基準(zhǔn)站差分、多基準(zhǔn)站局域差分和廣域差分。10．多基準(zhǔn)站RTK技術(shù)，也叫網(wǎng)絡(luò)RTK，是對普通RTK方法的改進(jìn)。它是一種基于多基準(zhǔn)站網(wǎng)絡(luò)的實時差分定位系統(tǒng)，可克服常規(guī)RTK的缺陷，實現(xiàn)長距離（70-100km）RTK定位。第七章1．GPS誤差來源：①衛(wèi)星部分：a、星歷誤差b、鐘誤差c、相對論效應(yīng)②信號部分:a、電離層b、對流層c、多路徑效應(yīng)③接收部分:a、鐘的誤差b、位置誤差c、天線相位中心的變化2．減弱電離層影響的措施：①利用雙頻觀測②利用電離層改正模型加以修正③利用同步觀測值求差3．減弱對流層折射改正殘差影響的主要措施：①利用對流層改正模型加以修正②引用描述對流層影響的附加代估參數(shù)③利用同步觀測值求差④利用水汽輻射計直接測定信號傳播的影響4．消弱多路徑誤差的方法：①選擇合適的站址遠(yuǎn)離大面積平靜的水面、高層建筑物，不宜選在山坡、山谷和盆地中②對接收機(jī)天線的要求在天線中設(shè)置抑徑板，接收天線對于極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用5．解決星歷誤差的方法：①建立自己的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨(dú)立定軌②軌道松弛法③同步觀測值求差第八章1．GPS網(wǎng)圖形構(gòu)成的幾個基本概念：①觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)觀測的時段，簡稱時段。②同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。③同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。④獨(dú)立同步環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)。⑤異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。⑥獨(dú)立基線：對于N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-1.2．GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)：①點連式②邊連式③網(wǎng)連式④邊點混合連接式⑤三角鎖（多邊形）連接⑥導(dǎo)線網(wǎng)形連接（環(huán)形圖）⑦星形布設(shè)3．GPS測量外業(yè)準(zhǔn)備：測區(qū)踏勘，資料收集，儀器籌備，觀測計劃擬定，GPS儀器檢校與設(shè)計書編寫等工作。擬定觀測計劃的主要依據(jù)：①GPS網(wǎng)的規(guī)模大小②點位精度要求③GPS衛(wèi)星星座幾何圖形強(qiáng)度④參加作業(yè)的接收機(jī)數(shù)量⑤交通、通信與后勤保障4．GPS測量的外業(yè)實施：包括：選埋、觀測、數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理等工作A．選點：①點位應(yīng)設(shè)在易于安裝接收機(jī)設(shè)備、視野開闊的較高點上②點位目標(biāo)要顯著，視場周圍15°以上不應(yīng)有障礙物③點位應(yīng)遠(yuǎn)離高壓電線④點位附近不應(yīng)有大面積水域或不應(yīng)有強(qiáng)烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，以減弱多路徑效應(yīng)的影響⑤點位應(yīng)選在交通方便，有利于其他觀測手段擴(kuò)展與聯(lián)測的地方⑥地基穩(wěn)定，易于點的保存B．標(biāo)志埋設(shè)C．觀測工作：①觀測工作主要依據(jù)的技術(shù)指標(biāo)②天線安裝③開機(jī)觀測④觀測記錄5．經(jīng)典靜態(tài)定位模式：①作業(yè)方法：采用兩臺（或兩臺以上）接受設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個端點，同時觀測四顆以上衛(wèi)星，每時段長45min至2h或更多。②精度：5mm+1*（0.0000001）*D，D為基線長度（km）.6.快速靜態(tài)定位：①作業(yè)方法：在測區(qū)選擇一個基準(zhǔn)站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，另一臺接收機(jī)依次到各點流動設(shè)站，每點觀測數(shù)分鐘。7.準(zhǔn)動態(tài)定位（實時相對定位）：①作業(yè)方法：在測區(qū)選擇一個基準(zhǔn)站，安置接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星，將另一臺流動接收機(jī)先置于1號站觀測數(shù)分鐘，在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤而不失鎖的情況下，將流動接收機(jī)分別在2、3、4……各點觀測數(shù)秒鐘。②注意事項：應(yīng)確保在觀測時段上有5顆以上衛(wèi)星可供觀測；流動站與基準(zhǔn)站距離不超過20km；觀測過程中流動接收機(jī)不能失鎖，否則應(yīng)在失鎖的流動站上延長觀測時間1~2min。武漢大學(xué)2009～2010學(xué)年下學(xué)期《GPS原理與其應(yīng)用》試卷（B）一、填空（每空1分，共25分）1.

GPS采用交會進(jìn)行定位，至少需要顆衛(wèi)星才能進(jìn)行定位計算。2.

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了、、三個階段。3.

目前，GPS衛(wèi)星發(fā)送兩種頻率的載波信號，其目的是為了。4.

GPS信號調(diào)制時，先將調(diào)制在上，然后再將組合碼調(diào)制到上。5.

對于GPS衛(wèi)星信號而言，電離層是介質(zhì)，對流層是介質(zhì)。6.

目前衛(wèi)星定位系統(tǒng)除GPS外還有、、。7.

GPS衛(wèi)星軌道的基本軌道根數(shù)有個。8.

GPS測量中常用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式有和。9.

GPS觀測值在接收機(jī)間求一次差后可消除參數(shù)，繼續(xù)在衛(wèi)星間求二次差后可消除參數(shù)，再在歷元間求三次差后可消除參數(shù)。10.

GPS測量的誤差包括與衛(wèi)星有關(guān)誤差，與有關(guān)誤差與與有關(guān)誤差。11.

消除或減弱各種誤差影響的方法有：、、。二、名詞解釋（每題3分，共15分）1.

整周計數(shù)2.

觀測時段3.

差分觀測值4.

重建載波5.

相對定位三、問答（每題6分，共30分）1.

在全球定位系統(tǒng)中，用測距碼測定偽距的