GPS定位原理介绍习题答案解析.docx

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1、14 全球定位系统GPS定位原理简介一、填空题：1、GPS接收机根本观测值有 伪距观测值、载波相位观测值 。2、GPS接收机按用处分，可分为 导航 型接收机、 测地 型接收机、 授时 型接收机和姿态测量型接收机。其中 测地 型接收机，按载波频率又可分为 单频 接收机、 双频 接收机。3、GPS接收机主要由 GPS接收机天线 、 GPS接收机主机 和 电源三部分组成。4、GPS定位是利用 空间测距 交会定点原理。5、全球定位系统GPS主要由 空间卫星部分 、 地面监控部分 和 用户设备 三部分组成。6、GPS卫星星座由 24 颗卫星组成。其中 21 颗工作卫星， 3 颗备用卫星。工作卫星分布在

2、6 个近圆形的轨道面内，每个轨道上有 4 颗卫星。GPS工作卫星间隔 地面的平均高度是20200km。7、地面监控部分按功能可分为 监测站 、 主控站 和 注入站 三种。8、GPS接收机接收的卫星信号有： 伪距观测值 和 载波相位观测值 及 卫星播送星历 。9、依据测距原理，GPS卫星定位方法有 伪距定位法 、 载波相位测量定位 和 GPS差分定位 。对于待定点位，依据接收机运动状态 可分为 静态定位 和 动态定位 。依据获得定位结果的时间 可分为 实时定位 和非实时定位 。10、在两个测站上分别安置接收机，同步观测一样的卫星，以确定两点间相对位置的定位方法称为 相对定位 。11、载波相位相对

3、定位普遍承受将相位观测值进展线性组合的方法。详细方法有三种，即 单差法 、 双差法 和 三差法 。12、GPS差分定位系统由 基准站 、 流淌站 和 无线电通信链 三部分组成。13、GPS测量施行过程及常规测量一样包括 方案设计 、 外业测量 和 内业数据处理三部分。二、名词说明： 1、伪距单点定位-利用GPS接收机在某一时刻测定的四颗以上GPS卫星伪距及从卫星导航电文中获得的卫星位置,承受间隔 交会法求定天线所在的三维坐标.2、载波相位相对定位-用两台GPS接收机，分别安置在测线两端(该测线称为基线)，固定不动，同步接收GPS卫星信号。利用一样卫星的相位观测值进展解算，求定基线端点在WGS一

4、84坐标系中的相对位置或基线向量。当其中一个端点坐标，那么可推算另一个待定点的坐标。3、整周跳变-当GPS接收机在跟踪卫星进展载波相位测量过程中，假设因某种缘由引起对卫星跟踪短暂失锁，如卫星和接收机天线之间视线方向有阻挡物或接收机受到外界电磁干扰等，将造成载波相位整周观测值的意外丢失现象。这种现象称为整周跳变。4、静态定位-进展GPS定位时，接收机的天线始终处于静止状态，用GPS测定相对于地球不运动的点位。GPS接收机安置在该点上，接收数分钟乃至更长时间，以确定其三维坐标，又称为确定定位。5、动态定位-进展GPS定位时，接收机的天线始终处于运动过程中，动态定位是确定运动物体的三维坐标。6、伪距

5、测量 -测定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的间隔 。7、载波相位测量 -是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟8、GPS差分定位-是在已有精确地心坐标点安放GPS接收机(称为基准站)，利用地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值，并通过无线电通讯设备(称为数据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流淌台)。流淌台利用校正值对自己的GPS观测值进展修正，以消退上述误差，从而进步实时定位精度。三、选择题：(把正确的答案填入括号内)1、GPS的优点有 ABCD A 全球性、全天侯 B 高精度、快速实时三维导航 C 定位、测速和授时D 点间无需通视、不建标

6、等优势2、GPS定位的根本原理承受的方法是 D A 侧方交会 B 前方交会 C 单三角形 D 测边前方交会3、GPS在测量中的用处( ABCD )A 大地测量 B 城市和矿山限制测量 C 建筑物变形测量 D 水下地形测量4、GPS动态差分有多种方法 ABCD A 位置差分 B 伪距差分(RTD) C 载波相位实时差分(RTK) D 广域差分5、GPS接收机按用处分 ABCD A 导航型接收机 B 测地型接收机 C 授时型接收机 D 姿态测量型6、GPS接收机按接收机通道数分 ABC A 多通道GPS接收机 B 序贯穿道接收机 C 多路复用通道接收机7、GPS限制网的技术设计是进展GPS测量的根

7、底，其内容包括 ABCD A 测区范围 B 测量精度 C 提交成果方式 D 完成时间8、GPS网的布设通常有 ABCD 。A 点连式 B 边连式 C 网连式 D 边点混合式四、推断题：正确的划“，错误的划“ 1、卫星从2万公里高空向地面传输，空中经过电离层、对流层，会产生时延。所以接收机测的间隔 含有误差。 2、GPS三维定位至少须要四颗卫星，当地面高程时也可用三颗卫星定位。 3、卫星同时在地平线以上至少有4颗，最多可达11颗。这样的布设方案将保证在世界任何地方，任何时间，都可以进展实时三维定位。 4、GPS卫星主要功能是接收并存储由地面监控站发来的导航信息。 5、用户设备是指用户GPS接收机

8、，其主要任务是捕获卫星信号,跟踪并锁定卫星信号。 6、用户设备是指用户GPS接收机，对接收的卫星信号进展处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线间的时间。 7、以载波相位观测值为主的相对定位法是当前GPS精细测量中普遍承受的方法。 8、GPS网的精度指标通常是以网中相邻点之间的间隔 误差mD来表示。 9、GPS限制网可以分级布设，也可以超级布设，或布设同级全面网。 10、GPS测量时由于不须要点间通视，因此图形设计灵敏性比较大。 11、GPS点虽然不须要通视，但是为了便于用常规方法联测和扩展，要求限制点至少及一个其他限制点通视，或者在限制点旁边300m外布设一个通视良好的方位点，以便建立联测方

9、向。 12、为了求定GPS网坐标及原有地面限制网坐标之间的坐标转换参数，要求至少有四个GPS限制网点及地面限制网点重合。五、简答题：1、GPS全球定位系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？答：全球定位系统(GPS)主要由空间卫星部分(GPS卫星星座)、地面监控部分和用户设备三部分组成。1、GPS卫星主要功能是接收并存储由地面监控站发来的导航信息。接收并执行主控站发出的限制嘱咐，如调整卫星姿态、启用备用卫星等。向用户连续发送卫星导航定位所需信息，如卫星轨道参数、卫星安康状态，以及卫星信号放射时间标准等。2、1监测站主要任务是完成对GPS卫星信号的连续观测，并将搜集的数据和当地气象观测资料经处理

10、后传送到主控站。2主控站主控站设在美国外乡科罗拉多空间中心。它除了协调管理地面监控系统外，还负责将监测站的观测资料结合处理推算卫星星历、卫星钟差和大气修正参数，并将这些数据编制成导航电文送到注入站。此外，它还可以调整偏离轨道的卫星，使之沿预定轨道运行或启用备用卫星。(3)注入站其主要任务是将主控站编制的导航电文，通过直径为3.6m的天线注入给相应的卫星。3,用户处理是指用户GPS接收机。其主要任务是捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号。对接收的卫星信号进展处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线间的传播时间。能译出GPS卫星放射的导航电文，实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。2、阐述GPS卫

11、星定位原理？答：GPS卫星定位原理是空间间隔 交会法。依据测距原理，其定位方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位和GPS差分定位。对于待定点位，依据其运动状态可分为静态定位和动态定位。静态定位是指用GPS测定相对于地球不运动的点位。(1)伪距观测值及伪距单点定位 伪距单点定位速度快、无多值性问题，因此在运动载体的导航定位上仍应用很广泛。此外伪距还可以作为载波相位测量中解决整周模糊度的参考数据。(2)载波相位测量相对定位 其详细方法有三种，即单差法、双差法和三差法.(3) GPS实时差分定位 (1)位置差分 2伪距差分RTD (3)载波相位实时差分(RTK)3、GPS野外限制测量成果应做哪几项检

12、测？其限差要求是什么？答：每个时段同步环检验 环闭合差限差： 式中：标准中规定的中误差； n同步环的点数。同步边检验一条基线在不同时段观测屡次，有多个独立基线值，这些边称为重复边。随意两个时段所得基线差应小于相应等级规定精度的倍。异步环检验 4、GPS内业数据处理应做哪几项工作？答：(1)基线解算对于两台及两台以上接收机同步观测值进展独立基线向量(坐标差)的平差计算，称为基线解算，也称观测数据预处理(2)观测成果检验(3)GPS网平差在各项检查通过之后，得到各独立基线向量和相应的协方差阵，在此根底上便可以进展平差计算。无约束平差基线向量改正数确定值应满意：基线无约束平差改正数的较差应符合下式要求：