《GPS定位原理与应用》习题集

1、GPS定位原理与应用习题集与部分参考答案二、判断题 以下说法是否正确？正确的打“”，错误的打“”。1、在同一测站上，相邻两天出现的卫星分布图形是相同的，只是后一天相对于前一天提前2分钟。（ ）2、GPS卫星的核心设备是双叶太阳能板，以保证卫星的正常工作用电。（ ）3、GPS地面监控系统包括1个主控站、3个注入站和5个监测站，共9个站组成。（ ）4、在GPS系统中，启用备用卫星以代替失效的工作卫星的职能，由监测站执行。（ ）5、在GPS系统中，卫星的星历是通过监测站注入的。（ ）6、GPS用户设备的核心设备是原子钟，为GPS测量提供高精度的时间标准。( )7、利用单频接收机可以消除或削弱电离层对

2、电磁波信号的延迟的影响。（ ）8、对于平方型接收机，其工作的基本条件是必须掌握测距码的结构；而对于码相关型接收机，可以不必掌握测距码的结构。（ ）9、在GPS测量中，描述卫星的运行位置和状态是在空间固定的坐标系统中进行的。（ ）10、在GPS测量中，表达地面观测站的位置和处理GPS观测成果是在空间固定的坐标系统中进行的。（ ）11、地球公转的轨道与天球相交的大圆称为黄道。黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约为23.5°。（ ）12、以春分点为参考点，以春分点的周日视运动确定的时间系统称为世界时。（ ）13、瞬时天球坐标系和瞬时地球坐标系的原点相同，X轴指向相同，但Z轴指向不相同。（

3、）14、测站对卫星的高度角和方位角在WGS-84站心赤道直角坐标系中表示最为方便。（ ）15、新北京54坐标系大地原点与1980年国家大地坐标系(简称C80)的相同，椭球轴向与C80椭球轴指向相同，椭球参数与旧54坐标系的椭球参数相同。（ ）16、恒星时以春分点为参考点，具有地方性；而平太阳时均以平太阳为参考点，但具有世界性。（ ）17、协调世界时是一种秒长严格等于原子时秒长的不连续的时间系统。（ ）18、GPS时属于原子时系统，其秒长和原点与国际原子时的相同。（ ）19、在世界时UT0中引入了极移改正和地球自转速度的季节性改正，由此得到的世界时，相应表示为UT1和UT2。（ ）20、卫星的真

4、近点角是在轨道平面上，卫星与近地点之间的地心角角距。该参数为时间的函数，它确定了卫星在轨道上的瞬时位置。（ ）21、升交点是当卫星由北向南运行时，其轨道与地球赤道面的一个交点。（ ） 22、在GPS定位中，轨道平面坐标系的x轴指向升交点，y轴垂直于x轴指向地极北方向，原点位于地球质心。（ ）23、广播星历和精密星历都属于实时星历，只是后者的精度比前者高。（ ）24、载波相位观测，是测量接收机接收到的、具有多普勒频移的载波信号，与接收机产生的参考载波信号之间的相位差。（ ）25、全球定位系统采用双程测距原理。（ ）26、一般来说, GDOP值越大，所测卫星在空间的分布范围越合理；反之，所测卫星的

5、分布越差。（ ） 27、一般而言，采用伪距法进行绝对定位时，至少要同步观测到4颗GPS卫星。（ ）28、差分技术的目的是消除公共误差，提高定位精度。（ ）29、在GPS测量中，卫星的轨道误差以及测站的多路径效应误差都属于系统误差（ ） 30、与绝对定位相比，相对定位的定位精度得到了明显的提高，这是由于采用了求差这一数学处理方法而取得的。（ ）31、与绝对定位相比，相对定位的定位精度得到了明显的提高，这是由于两测站上的公共误差具有相关性而取得的。（ ）32、由于同一卫星的星历误差，对不同测站的同步观测量的影响具有偶然性性质，因此在两个或多个测站上对同一卫星的同步观测值求差，仍不能减弱卫星星历误差

6、的影响。（ ）33、在GPS测量中，采用双频改正技术，可以消除或削弱电离层延迟对定位成果的影响，但不能削弱对流层延迟对定位成果的影响。（ ）34、在高精度GPS变形监测，最好采用同一种类型的天线。（ ）35、GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。GPS网的基准设计，实质上主要是指确定网的位置基准问题。（ ） 36、GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。GPS网的基准设计，实质上主要是指确定网的方位基准问题。（ ） 37、GPS基线向量观测值中，已包含了位置信息、尺度信息和方位信息。（ ）38、GPS网的图形设计，也就是根据对所布设的GPS网的精度要求和其他方面的要求，设计出

7、由同步GPS边构成的多边形网。（ ） 39、观测数据的剔除率是指由于不合格而剔除的观测值个数与参加同步边平差计算的观测值总数之比。（ ）40、外业观测成果的检核，可以识别观测值中小的粗差，说明GPS网本身的精度和可靠性。（ ）41、GPS网的非经典自由网平差，是仅具有必要起始数据的平差方法。对于GPS网来说，即仅具有一个起始点，其坐标值在平差中保持不变。（ ）42、GPS网的内可靠性亦称观测的可控性，是指在一定的显著水平和检验功效下，用数理统计方法所能探测出的在基线向量中存在的最小粗差。（ ）43、GPS网的外可靠性亦称观测的可控性，是指在一定的显著水平和检验功效下，用数理统计方法所能探测出的

8、在基线向量中存在的最小粗差。（ ）44、大地高是地面点沿法线投影到椭球面的距离。（ ）45、正常高是地面点沿法线投影到椭球面的距离。（ ）46、高程异常是大地水准面至椭球面之间的高程差（ ）。 47、正常高是地面点沿铅垂线到似大地水准面的距离。（ ）48、测量时间的基准，包括时间的单位(尺度)和原点(起始历元)。其中时间的原点是关键，而尺度可以根据实际应用加以选定。（ ）49、GPS卫星信号中含有多种定位信息，根据不同的要求可以从中获得不同的观测量，目前广泛采用的基本观测量主要有两种，即码相位观测量和多普勒观测量。（ ）50、在静态绝对定位中，在某一时段内，各历元观测到的卫星相同，则该时段内所

9、测卫星在空间的几何分布图形是不变的，因而精度因子的数值也是不变的。（ ） 51、采用GPS进行定位时，大部分情况下需要采用精密星历，以及时提供解算成果。（ ）52、电离层对载波相位观测值和伪距观测值的影响，大小相同，符号相反。（ ）53、在短基线（<20km）上使用单频接收机可以获得很好的相对定位结果。（ ）54、GPS测量规范(规程)是各测绘单位分别制定的技术法规。（ ）55、当同步闭合环的闭合差较小时，则说明GPS基线向量的计算合格， GPS边的观测精度高，接收的信号未受到干扰。（ ） 56、GPS数据预处理的主要目的，是利用原始观测数据进行基线向量的解算，为进一步的GPS网平差做准

10、备。（ ）57、GPS数据预处理主要包括数据的粗加工和观测数据的预处理两项内容。（ ）58、一般来说, GDOP值越小，所测卫星在空间的分布范围越合理；反之，所测卫星的分布越差。（ ）59、GPS测量工作与经典大地测量工作相类似，按其性质可分为外业和内业两大部分。（ ）60、在静态绝对定位中，在某一时段内，虽然各历元观测到的卫星相同，该时段内所测卫星在空间的几何分布图形是变化的，但精度因子的数值是不变的。（ ） 三、多项选择题 每小题中有1个或多个正确答案，将正确答案的字母填入题中的括号内。对于多项选择，必须全部正确选项都选出后方可得分。1、GPS卫星星座的组成（ ）A、21颗工作卫星和3颗备

11、用卫星B、24颗卫星平均分布在6个轨道平面上C、轨道平面倾角为55度D、卫星运行周期为12小时2、GPS卫星的核心设备包括（ ）A、原子钟 B、双频发射和接收机 C、双叶太阳能板 D、微处理器3、GPS信号接收机的核心设备包括（ ）A、GPS接收机 B、微处理器 C、电源 D、天线 E、终端设备4、与经典测量方法相比，GPS的特点有（ ）A、定位精度高 B、经济效益显著 C、任何环境下均可使用D、自动化程度高 E、可全天候观测 F、可同时测定点的三维位置5、当前GPS天线设计中的重要任务，主要包括（ ）A、改善天线对不同GPS测量工作的适应性 B、提高相位中心的稳定性 C、加强抗干扰能力，减弱

12、多路径的影响 D、改进天线的生产工艺6、新北京54坐标系（新P54坐标系）的特点包括（ ）A、属参心大地坐标系B、椭球参数（长半轴和扁率）与1980年国家大地坐标系的相同 C、椭球轴向与旧P54坐标系的椭球轴向相同D、大地原点与1980年国家大地坐标系的大地原点相同E、高程基准为1956年青岛验潮站求出的黄梅平均海水面F、是将旧P54坐标系内的空间直角坐标经三个平移参数平移变换至克拉索夫斯基椭球中心得到的7、协调世界时（ ）A、是为了避免发播的原子时与世界时之间产生过大的偏差而建立的一种时间系统 B、秒长严格等于原子时的秒长C、采用闰秒(或跳秒)的办法使协调时与世界时的时刻相接近D、是一种连续

13、的时间系统8、GPS时间系统（ ）A、全球定位系统(GPS)建立了专用的时间系统 B、由GPS的主控站原子钟所控制C、起点与国际原子时系统相同D、采用原子时秒长 E、连续的时间系统，不跳秒9、WGS-84大地坐标系（ ）A、美国国防部研制确定的大地坐标系B、原点在地球质心C、Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地球极(CTP)方向D、X轴指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交点E、Y轴与Z、X轴构成左手系F、长半轴 a6378140(m)，扁率 f = 1/298.25710、1980国家大地坐标系（ ）A、地心坐标系B、大地原点在陕西省径阳县永乐镇C、Z轴平行于地球质心指向地极原

14、点JYD1968.0的方向D、大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面E、X轴在大地起始子午面内与Z轴垂直指向经度0方向F、Y轴与Z、X轴构成左手系G、长半轴 a6378140(m)，扁率 f = 1/298.25711、用作确定时间基准的周期运动现象，应符合以下要求（ ）A、运动应是连续的B、运动应是周期性的C、运动的周期应具有充分的稳定性D、运动的周期必须具有复现性12、开普勒轨道根数（ ）A、轨道椭圆的长半径a及其偏心率e 确定了椭圆的形状和大小B、升交点赤经和轨道平面倾角i唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向C、卫星的真近点角V表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向D、近地点

15、角距确定了卫星在轨道上的位置E、椭圆的一个焦点与地球质心重合 13、卫星在运行中受到的摄动力有（ ） A、地球中心引力FcB、地球的非中心引FncC、太阳的引力Fs和月球的引力Fn D、太阳的直接与间接辐射压力FrE、大气的阻力Fa F、地球潮汐的作用力、磁力等14、精密星历 （ ）A、是在事后向用户提供在其观测时间的卫星精密轨道信息，因此称为后处理星历B、该星历的精度，目前可达米级，进一步的发展可望达到分米级C、通过卫星的无线电信号向用户传递的，无偿地为所需要的用户服务D、避免了预报星历外推的误差E、主要服务于精密定位F、可向民用用户提供15、当测站距离较近时，在单差观测值中（ ）A、消除了

16、卫星钟钟差的影响B、削弱了电离层、对流层的影响C、削弱了卫星星历误差的影响D、消除了接收机钟钟差的影响16、当测站距离较近时，在双差观测值中（ ）A、消除了卫星钟钟差的影响B、削弱了电离层、对流层的影响C、削弱了卫星星历误差的影响D、消除了接收机钟钟差的影响17、求差法既有优点，也有缺点，其缺点表现在（ ）A、数据利用率较低，好的观测值因与之配对的数据出问题而无法被利用 B、引进了比位置矢量更为复杂的基线矢量C、差分观测值是相关的，增加了计算工作量D、两站间的数据采样率不同时，则无法求差E、采用求差法时多余参数已被消去，因此难以对这些参数作进一步研究F、在求差过程中有效数字将迅速减少，计算中凑

17、整误差等影响将增大18、载波相位观测值（ ）A、高精度定位中的主要观测量 B、可能存在周跳C、测量精度一般为12mm D、可能存在整周模糊度19、下列关于伪距差分，描述正确的有（ ）A、基准站要提供所有卫星的伪距改正数B、用户接收机观测任意4颗卫星，利用改正后的伪距就可完成定位C、比单点定位精度高，但比位置差分定位的精度要低，一般点位误差约±2.0mD、实施简单E、差分精度不随基准站到用户的距离而变化F、观测过程中不出现失锁现象，虽经过外推可以获得失锁历元的位置，但精度较差20、下列关于相位平滑伪距差分，描述正确的有（ ）A、比位置差分、伪距差分定位的精度要高，一般点位误差约

18、7;0.7mB、实施较困难C、差分精度不随基准站到用户的距离增加变化D、流动站的载波相位观测值中不得出现周跳。若存在周跳时，必须进行修复E、观测过程中不出现失锁现象，虽经过外推可以获得失锁历元的位置，但精度较差21、下列关于GPS测量误差的描述，正确的有（ ）A、轨道误差属于系统误差B、卫星钟差属于偶然误差C、接收机钟差属于偶然误差D、大气折射的误差属于系统误差E、多路径效应引起的误差属于偶然误差F、观测误差属于偶然误差22、为了减弱和修正GPS测量中系统误差对观测量的影响，一般根据系统误差产生的原因而采取不同的措施，其中正确的应包括（ ）A、引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一

19、并解算B、建立系统误差模型，对观测量加以修正C、将不同观测站对相同卫星的同步观测值求差，以减弱或消除系统误差的影响D、简单地忽略某些系统误差的影响23、削弱卫星星历误差的方法（ ）A、建立卫星跟踪网进行独立定轨 B、短弧法 C、采用轨道松弛法处理观测数据 D、同步观测值求差 E、忽略轨道误差（用于实时定位工作）24、以下关于对流层（延迟）的说法，正确的有（ ）A、对流层指从地面向上50km部分的大气层，包括对流层和平流层B、对流层延迟由干气延迟和湿气延迟两部分组成C、常用的对流层改正模型有Hopfield模型和Saastamoinen模型 D、当测站间距离较远或者两测站的高差相差甚大时，两测站

20、的对流层延迟的影响在差分观测值中仍不可忽视E、在某一测站，随着高度角的增加，对流层延迟逐渐减小。地平方向时对流层延迟最大，天顶方向时对流层延迟最小F、对于高精度GPS监测，除了要考虑监测距离要适当外，还应考虑测站间的高差不要太大 25、以下关于电离层（延迟）的说法，正确的有（ ）A、高出地表501000km的大气层称为电离层B、电离层影响电磁波传播的主要因素是电子密度C、在GPS定位中，一般常采用Saastamoinen模型进行电离层延迟改正D、在短基线上使用单频接收机不能获得很好的相对定位结果E、对于双频用户可以利用双频观测值进行电离层改正F、当测站间距离较远时，两测站的电离层延迟的影响在差

21、分观测值中仍不可忽视G、某一测站的电离层延迟，随高度角的增加而减小。当高度角较小时，变化幅度较大；反之较小26、以下关于多路径效应的说法中，正确的有（ ）A、进入接收机天线的直接波和反射波所引起的干涉时延效应B、是GPS测量的一种重要误差来源，严重时将引起载波相位观测值的频繁周跳甚至接收机失锁，损害GPS定位的精度C、对伪距测量和对载波相位测量的影响相同D、目前在数据处理中还难以模型化以削弱其影响E、解决多路径效应的最好方法在于采取预防措施，如选择合适的站址、采用性能良好的天线、改善接收机的设计等27、关于GPS网图形设计的一般原则，以下说法正确的有（ ）A、GPS网一般应通过同步观测边构成闭

22、合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。B、GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点不应少于3个(不足时应联测)且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。C、GPS网点应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点，以便为大地水准面的研究提供资料。D、为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。E、为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大于300m。28、进行GPS测量时，拟定观测计划的依据主要有（ ）A、GPS网的规模大小B、GPS网的精度要求C、GPS卫

23、星星座D、参加作业的GPS接收机数量E、测区交通和地形条件F、后勤保障条件(运输、通讯)29、进行GPS测量时，制订观测计划的主要内容应包括（ ）A、GPS卫星的可见性图及最佳观测时间的选择B、采用的接收机数量C、观测区的划分D、观测工作的进程E、接收机的调度计划30、进行天线安置时，一般应满足以下要求（ ）A、对定位时，天线应尽可能利用三脚架，并安置在标志中心的上方直接对中观测B、天线底板上的管水准器气泡必须居中C、天线的定向标志线应指向正北，定向的误差以定位的精度不同而异，一般应不超过3°5° D、雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防止雷击E、天线安置后，应在各

24、观测时段的前后各量测天线高一次。两次量测结果之差不应超过3mm，并取其均值采用F、量测天线高时，必须量垂高31、在GPS外业观测工作中，操作人员应注意以下事项（ ）A、当确认外接电源电缆及天线等各项联结完全无误后，方可接通电源，启动接收机B、接收机在开始记录数据后，用户应注意查看有关接收卫星数量、存储介质记录、电源等情况C、在观测过程中，接收机不得关闭并重新启动；不准改变卫星高度角的限值，不准改变天线高D、每一观测时段中，气象资料一般应在时段始末及中间各观测记录一次，当时段较长时(如超过60分)应适当增加观测次数E、观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料均完整无误后方可迁

25、站。32、以下关于GPS测量的观测成果的外业检核，正确的有（ ）A、是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节B、检核项目主要包括同步边观测数据检核、重复边检核、同步环闭合差检核和异步环闭合差检核C、外业观测成果的检核，可以发现观测值中是否含有小的粗差D、外业观测成果的检核，可以衡量GPS网的可靠性E、GPS网本身的精度通过GPS网平差来实现33、关于GPS网无约束平差的目的，正确的有（ ）A、建立GPS网的位置基准、尺度基准和方位基准B、发现基线闭合环路闭合差发现不了的小的基线向量粗差C、客观地评价GPS网本身的内部符合精度及网的可靠性D、实现GPS网高程系统的转换E、实现GPS网坐标系

26、统的转换34、对GPS变形监测网而言，衡量其质量的标准有（ ）A、精度标准 B、灵敏度标准 C、可靠性标准 D、经济性标准 35、关于世界时系统，正确的有（ ）A、是人类最早建立的时间系统 B、是以地球公转运动为基准的时系统 C、恒星时、平太阳时、世界时属于世界时系统D、恒星时和平太阳时都具有地方性特点 E、世界时系统是一种稳定的时间系统36、关于卫星的无摄运动，正确的有（ ）A、假设地球是一球体 B、卫星只受中心力的作用，不受摄动力的影响C、决定着卫星运动的基本规律和特征D、此时卫星运行的轨道称为摄运动轨道 E、是我们分析卫星实际运动规律的基础37、太阳光压对卫星运动影响的大小，与 （ ）等因素有关A、与太阳的直接光辐射压力 B、地球反射的太阳光间接辐射压力C、卫星、太阳和地球之间的相互位置D、卫星表面的反射特