GPS期末考试试卷(两套含答案).docx

GPS测量试卷A卷一、填空每空0.5分，共10分1、GPS系统包括三大局部：空间局部一GPS卫星星座;地面把握局 部一地面监控系统;用户局部一GPS接攻近2、GPS.索茄布生恂局部由线颗壬作迹及1 颗备用卫星组成,它们 均匀分布在包个近似圆形城超上。3、GPS工正卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五 个监测站。4、飞港关星位置承受WGS二84大地坐标系。5、GPS系统中卫星钟和菽©标均承受稳定而连续的GPS时间系统。6、GPS卫星星历分为预报星历（播送星历）和后处理星座T蔺密星历）。7、GPS接收机依据箕用丽芬万导航型接收机;喇地一T豆T型接 收机和授时型接收机。8、在丽晨商立工作中，由于某种缘由，如卫星信号被临时阻挡，或 受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的临时中断，使计数器无法累积计 数，这种现象称为整周跳变周跳）。9、依据不同的用连；飞诙悯防菌形布设通常有:点连式、边连式、 网连式和边点混合连接四种根本方式。选择什么样的组网，WTl 而襄求的精虎将屏条件及GPS接收机台数等因素。二.名词解释每题3分，共18分1、伪距：就是由卫星放射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间 乘以光速所得出的量侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号 经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的几何 距离有肯定的差值，因此，称量侧距离的伪距。2、GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观测一样的GPS 卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。3、观测时段：测站上开头接收卫星信号到观测停顿，连续工作的时 间段称为观测时段，简称时段。4、同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所 构成的闭合环。先后次序。（4分）0时段，接收机分别架设在1、2、6点；（1分）1时段，将1点处的接收机迁至3点，其余两台接收机连续观测；（1 分）2时段，将2点处的接收机迁至4点，其余两台接收机连续观测；（1 分）3时段，将3点处的接收机迁至5点，其余两台接收机连续观测。（1 分）（2）依据以下列图PDOP值选择最正确的观测时段，填入GPS作业调度表 中.每个正确观测时段1分，共4分。（3）依据把握网的图形的观测挨次和观测时间填写GPS作业调度表。每个正确观测时段2分，共8分。5、后处理星历：一些国家某些部门，依据各自建立的卫星跟踪占所 获得的对GPS卫星的周密观测资料，应用与确定播送星历相像的方 法而计算的卫星星历。由于这种星历是在事后向用户供给的在其观测 时间内的周密轨道信息，因此称为后处理星历。6、静态定位：假设在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中， 位置处于固定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。三、简答每题6分，共36分1、简述GPS系统的特点。答：定位精度高；（1分）观测时间短；（1分）测站间无需通 视（1分）可供给三维坐标；（1分）操作简便；（0.5分）全 天候作业；（1分）功能多，应用广；（0.5分）（答复：全能性、全 球性、连续性和实时性的也各1分。）2、简述接收机的主要任务。答：当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按肯定卫星 高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行（2分）； 对所接收到的GPS信号，具有变换、放大和处理的功能（2分）；测 量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发 送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间（2 分）。3、简述无摄运动中开普勒轨道参数。答：轨道椭圆的长半径；（1分）轨道椭圆偏心率（或轨道椭圆的短 半径）；（1分）卫星的真近点角；（1分）升交点赤经；（1分）轨道 面倾角；（1分）近地点角距。（1分）4、简述伪距定位观测方程中划横线参数的含义。r（ ）（ ）（、加，i 为卫星数,j = 1,Xj-X'+'q-y + Zj-Z> 2 -c8t = p-/ +8p； +8p/ -c6t/JJ2,3, r -?一至：接收机钟差（1分）；p小（对j号卫星的）伪距观测值（2 分；p个sp>2 ：分别为电离层延迟和对流层延迟的改正数（2分）； 80：为卫星钟羹（1分）。5、减弱电离层影响的措施。答：利用双频观测；（2分）利用电离层改正模型加以改正；（2分）利 用同步观测值求差。（2分）6、简述快速静态定位的作业方式。答：在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪全部可见卫星（3分）；另一台接收机依次到各点流淌设站，每点观测数分 钟（3分）。四、论述共23分1、什么是伪距单点定位？说明用户在使用GPS接收机进展伪距单点 定位时，为何需要同时观测至少4颗GPS卫星？ （13分）答：依据GPS卫星星历和一台GPS接收机的伪距测量观测值来直接 独立确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中确实定坐标的方法叫 单点定位，也叫确定定位。（5分）由于进展伪距单点定位时，每颗 卫星的伪距测量观测值中都包含有接收机钟差这一误差，造成距离测 量观测值很不准确。（4分）需要将接收机钟差作为一个未知数参加 到伪距单点定位的计算中，再加上坐标三个未知数，所以至少需要4 个伪距观测值，即需要同时观测至少4颗GPS卫星。（4分）2、什么是多路径误差?试述消弱多路径误差的方法。（10分）答：在GPS测量中，假设测站四周的反射物所反射的卫星信号进入 接收机天线，这就和直接来防卫星的信号产生干预，从而使观测值偏 离真值，产生多路径误差。（5分）消弱多路径误差的方法：（1）选择适宜的站址a、测站应远离大面积安静地水面；（1分）b、测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中；（1分）c、测站应离开高层建筑物.（1分）（2）对接收机天线的要求a、在天线中设置抑径板（1分）b、接收天线对于极化特性不同的反射信号应当有较强的抑制作用。（I分五.综合分析共13分依据以下把握网的图形，用三台天宝4800双频接收机作业，相邻点 的距离约1 km,仪器迁移时间约20-30分钟，接收机的使用序号和机号如下表，要求最少有三个同 步观测时间为1小时。号如下表，要求最少有三个同 步观测时间为1小时。（1）编写定位的先后次序（6分）。（2）写出三个同步观测环和一个把环。（4分）（3）依据以下列图PDOP值选择每立同步观测环最立同步观测环最一个佳的观测时段。（3分） 答（1）观测时段1： A点（接收机1）、B点（接收机2）、D点（接收机3）收分）观测时段2： A点（接收机1）、B点（接收机2）、C点（接收机3）（2分）分分分观测时段3： B点（接收机2）、C点（接收机3、D点（接收机1） （2分）（2）同步观测环：观测时段1的AB、BD、AD三边所组成的闭合环；（1观测时段2的AB、BC、AC三边所组成的闭合环；（1观测时段3的BC、CD、BD三边所组成的闭合环；（1 独立环： 观测时段1的独立边AB、AD和观测时段3的独立边BD三边所组成的闭合环；（1分）；（没有明确写明是独立边的酌情处理）（3）在这三个时间段内选择较好：观测时段1：5： 00 - 6： 00 （1分）观测时段 2：13： 30： - 14： 30 （1 分）观测时段 3：18： 00 - 19： 00 （1 分）50* fT v , 1 ,'W v*' , |QI0 1 2 3 1 5 6 7 8 9 10 H 12 13 4 S 1G 17 19 19 20 >1 22 23 21MG 公总 ns an 匕削但 工向 金秋 可壮不Sti a 勤汽铀制3力8一出 y/witn t，«wr » ro y mr A OX ":8CO 00 - Z4 0310 SD酬& 00 0JB:C92：M而一关|林行刈口正义IGPS测量试卷B卷一、填空每空0.5分，共10分1、卫星定位中常承受空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般 取地球质心为坐标系原点。2、我国目前常承受的两个国家坐标系是1954年北京坐标系和1980 年国家大地坐标系o-§万元谊破市面天线类型主要有:单板天线、四螺旋形天线、微带 天线和锥形天线。TTFPS接收机主要由GPS接收机天线单元、GPS接收机主机单元 和电源三局部组成。5、飞晶差分按基准站发送信息的方式来分，可分为位置差分、伪距 差分和载波相位差分。丁巴信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多 路径效应误差。TT洛乐丽!处理根本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、 基线解算、GPS网平差。鼠芍送？星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监 测站。一于N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线， 其中独立基线数为N-l。1和210、双频接收机可以同时接收L L信号，利用双频技术可以消退或减弱对流层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。二.名词解释每题3分，共18分1、WGS-84大地坐标系:原点位于地球质心,Z轴指向BIH1984.0 定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0定义的零子午 面和CTP赤道的交点，Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。2、GPS确定定位：也叫单点定位，即利用GPS卫星和用户接收机之 间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对 坐标系原点的决对位置.3、广域差分：根本思想是对GPS观测量的误差源加以区分，并单独 对每一种误差源分别加以“模型化”，然后将计算的每一种误差源的 数值，通过数据链传输给用户，以对用户GPS定位误差加以改正， 到达减弱这些误差源，改善用户GPS定位精度的目的。4、同步观测：同步观测:同步观测是指两台或两台以上接收机同时对 一组卫星进展的观测.5、异步观测环：在构成多边形环路的全部基线向量中，只要有非同 步观测基线向量，那么该改多边形环路叫异步观测环。6、整周跳变：在定位过程中，卫星信号可能被临时阻挡，或受外界 干扰影响，引起卫星跟踪的临时中断，使计数器无法累计计数，消灭 信号失锁，使其后的相位观测值均含有同样的整周误差，这种现象叫整 周跳变，简称周跳。三.简答每题6分，共36分1、简述美国GPS卫星的主要参数。答GPS系统的空间局部由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成（2分）， 它们均匀分布在6相对与赤道的倾角为55。的近似圆形轨道上，它们 距地面的平均高度为20220Km,运行周期为11小时58分（2分）。载 波频率为 1575.42MHz 和 1227.60MHz（2 分）。2、简述卫星的受摄运动及其主要摄动力。答：考虑了摄动力作用的卫星运动称为卫星的受摄运动（2分）。主要 的摄动力有：日月引力（1分）；地球潮汐作用力（1分）；太阳辐射压力 （1分）；大气阻力（1分）。3、简述动态定位的作业方法。答：建立一个基准站安置接收机连续跟踪全部可见卫星（2分）；流淌 站接收机先在动身点上静态观测数分钟，然后流淌站接收机从动身点 开头连续运动（2分）；按指定的时间和间隔自动测定运动载体的实体 位置（2分）。4、如何减弱GPS接收机钟差。答：把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数，在数据处 理中与观测站的位置参数一并求解。（2分）认为各观测时刻的接收机 钟差间是相关的，像卫星钟那样，将接收机钟差表示为时间多项式， 并在观测量的平差计算中求解多项式的系数。此法可大大削减未知 数，其成功与否关键在与钟误差模型的有效程度。（2分）通过在卫星 间求一次差来消退接收机的钟差。（2分）5、试说明载波相位观测值的组成局部。答：完整的载波相位观测值是由三局部组成的：即载波相位在起始时 刻沿传播路径延迟的整周数（2分），和从某一起始时刻至观测时刻之 间载波相位变化的整周数/以）（2分），以及接收机所能测定的载波相 位差非整周的小数局部4（2分）。6、简述GPS卫星的主要作用。答：接收地面注入站发送的导航电文和其它信号；（2分）接收地面主控站的命令，修正其在轨运行偏差及启用备件等；（2分） 连续地向宽阔用户发送GPS导航定位信号，并用电文的形式供给卫 星自身的现势位置与其它在轨卫星的概略位置，以便用户接收使用。（2分）四.论述每题10分，共20分1、如何重建载波？其方法和作用如何？ （10分）答：在GPS信号中由于已用相位调整的方法在载波上调制了测距码 和导航电文，因而接收到的载波的相位已不在连续，所以在进展载波 相位测量之前，首先要进展解调工作，设法将调制在载波上的测距码 和卫星电文去掉，重猎取载波（3分）。重建载波一般可承受两种方 法：一是码相关法，另一种是平方法（3分）。承受前者，用户可同时提取测距信号和卫星电文，但用户必需知道测距码的 构造；承受后者，用户无须把握测距码的构造，但只能获得载波信号 而无法获得测距码和卫星电文（4分）。）2、GPS网的布网原那么。（10分）/中的精Z2分） 个谢设4 据看网的牢答：为了用户的利益，GPS网图形设计时应遵循以内贝 GPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，磁奘 度，成果的牢靠性以及工作效率，依据优化设计原那么进口GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如- 干个独立观测环，或者附合路线形式，以增加检核条件， 靠性。（2分）5GPS网内点与点之间虽不要求通视，但应有利于按常规测量方 法进展加密把握时应用。（2分）（4）可能条件下，布设的GPS网应与四周已有的GPS点进展联 测；布设的GPS网点应尽量与地面原有把握网点相联接，联接处的 重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便牢靠地确定GPS网与原 有网之间的转换参数。（2分）GPS网点，应利用已有水准点联测高程。（2分）五、综合分析共16分依据以下把握网的图形，用三台天宝4800双频GPS接收机作业，相 临点之间的距离约1km,仪器迁移时间约2030分钟，同步观测时 间为1小时，接收机的使用序号和天线编号如下表，试编写GPS作业 调度表。序号机号129192293035306依据以下列图PDOP值选择最正确的观测时段，填入GPS作业调度表 中。依据把握网的图形的观测挨次和观测时向填写GPS作业调度表。GPS作业调度表POP俭6 01时段观测时间测站号/名测站号/名测站号/名编号机号机号机号12605： 00-6： 0029191671293016715306167132616： 30-7： 30291916722930167253061672346213： 3014： 30291916732930167353061673M正值546318： ()019： (X)291916742930167453061674武伏£注的 m;B-rtir:f¥l,ll答：（1）依据右图编写定位的13 4 S 6 79 10 1,- 12 13 U 15 16 17 18 1921 22 I 91叫 F3.CCi ”4；aa：8 fl 034 0rH 2O37-<H-IGCD 0。- H 0010 ff12 T5力8一次 pnk4CTT. tatSnBO ED 98 计# KE：C0)0 824 00口定义|