2022年GPS原理与应用复习试题.docx
《2022年GPS原理与应用复习试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年GPS原理与应用复习试题.docx(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -GPS 原理与应用复习题GPS 测量 试卷 A 卷一、填空(每空 0.5 分,共 10 分)1、GPS 系统包括三大部分:空间部分监控系统;用户部分 GPS 接收机;GPS 卫星星座;地面掌握部分地面2、GPS 系统的空间部分由 21 颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成,它们匀称分布 在 6 个近似圆形轨道上;3、GPS 工作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、GPS 卫星位置采纳 WGS-84 大地坐标系;5、GPS 系统中卫星钟和接收机钟均采纳稳固而连续的GPS 时间系统;6、GP
2、S 卫星星历分为预报星历 广播星历 和后处理星历(精密星历) ;7、GPS 接收机依据其用途可分为:导航型接收机、测地(量)型接收机和授时 型接收机;8、在 GPS 定位工作中,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、依据不同的用途, GPS 网的图形布设通常有:点连式、边连式、网连式和边 点混合连接四种基本方式; 挑选什么样的组网, 取决于工程所要求的精度、 野外条件及 GPS 接收机台数等因素;二 、名词说明(每题 3 分,共 18 分)1、伪距: 就是由卫星发射的测距码信号到达GPS
3、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 的推迟,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,同步观测相同的 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止,连续工作的时间段称为观 测时段,简称时段;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - -
4、 - - - - - - - -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;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 卫星的精密观测资料, 应用与确定广播星历相像的方法而运算的卫星星历;由于 这种星历是在事后向用户供应的在其观测时间内的精密轨道信息,因此称为后处 理星历;6、静态定位: 假如在定位时,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
5、; (1 分)可供应三维坐标;(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)(回答: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,接收机能够捕捉到按肯定卫星高度截止角所挑选的待测卫星,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,实时地运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;
6、(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;1X SjX 2Y SjY 2Z SjZ 2 2c t k j j1j2 c tj 式中,j 为卫星数,j = 1 , 2 , 3 ,答:kt :接收机钟差(1 分); j :(对 j 号卫星的) 伪距观测值(2 分);j 、j :分别为电离层推迟和对流层推迟的改正数(2 分);jt :为卫星钟差( 1分);5、减弱电离层影响的措施;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - -
7、- - - - 第 2 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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:在测区中部挑选一个基准站, 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 接收机进行伪距单点定位时,为何需要同时观测至少 4 颗 GPS 卫星?( 13 分)答: 依据
8、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 坐标系中的肯定坐标的方法叫单点定位,也叫肯定定位;(5 分)由于进行伪距单点定位时,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精确;(4 分)需要将接收机钟差作为一个未知数加入到伪距单点定位的运算中,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,假如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
9、信号产生干涉, 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)挑选合适的站址 a、 测站应远离大面积安静地水面 ; (1 分)b、 测站不宜挑选在山坡、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;(1 分)五 、综合分析(共 13 分)依据以下掌握网的图形,用三台天宝4800 双频接收机作业,相邻点的距离约1 第 3 页,共 24 页 km,仪器迁移时间约20-30 分钟,已知接收机的使用序号和机号如下表,要求最少
10、有三个同步观测环,同步观测时间为1 小时;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -(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独立环; (4 分)(3)依据下图 PDOP 值挑选每一个同步观测环正确的观测时段;(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)(2 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)观
11、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 分)观测时段 2 的 AB、BC、AC 三边所组成的闭合环; (1 分)观测时段 3 的 BC、CD、BD 三边所组成的闭合环; (1 分)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)在这三个时间段内挑选较好:观测时段 1:5:00 - 6:00(1 分)序号机号观测时段 2:13:30:- 14 :30(1 分)观测时段 3
12、:18:00 - 19:00(1 分)细心整理归纳 精选学习资料 1 2919 第 4 页,共 24 页 2 2930 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3 5306 GPS 测量 试卷 B 卷一、填空(每空 0.5 分,共 10 分)1、卫星定位中常采纳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、我国目前常采纳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;3、GPS 接收机的天线类型主要有:单板天线
13、、形天线;4、GPS 接收机主要由 GPS 接收机天线单元 部分组成;四螺旋形天线、微带天线和锥、GPS 接收机主机单元和电源三5、单站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;6、与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;7、GPS 的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、 基线解算、细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -
14、GPS 网平差;8、GPS 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;9、对于 N 台 GPS 接收机构成的同步观测环,有 基线数为 N-1;J 条同步观测基线,其中独立10、双频接收机可以同时接收 L1 和 L2 信号,利用双频技术可以排除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、名词说明(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
15、构成右手坐标系;2、GPS 肯定定位: 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: 基本思想是对 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”,然后将运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,达到减弱这些误差源,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 行的观测 . 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,就
16、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, 显现信号失锁, 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 系统的空间部分由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 和细心整理归纳 精选学习资料
17、- - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1227.60MHz2 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
18、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,并在观测量的平差运算中求解多项式的系数;此法可大大削减未知数, 其胜利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排除接收机的钟差;2 分 5、试说明载波相位观测值的组成部分;答:完整的载波相位观测值是由三部分组成的:即载波相位在起始时刻沿传播路径推迟的整周数 N 2 分,和从某一起始时刻至观测时刻之间载波相位变
19、化的整 周数 Int 2 分,以及接收机所能测定的载波相位差非整周的小数部分 Fr 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 分连续地向广 大用户发送 GPS 导航定位信号,并用电文的形式供应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,所以在进行载波相位测量之
20、前, 第一要进行解调工作,设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉,重新猎取载波 3分 ;重建载波一般可采纳两种方法:一是码相关法,另一种是平方法 3 分 ;采纳前细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 24 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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结构;采纳后者,用户无须把握测距码的结构, 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 网的布网原就;(10 分)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 GPS 原理 应用 复习 试题
限制150内