GPS测量与数据处理 复习题

1、精选文档1.GPS（全球定位系统）利用定位卫星在全球范围内进行定位、导航的系统2.GPS接收机：能接受、处理、量测GPS卫星信号以进行导航、定位、定轨、授时等项工作的仪器设备3.载波：可运载调制信号的高频振荡波，分为L1(CA码 FCA=f010;P码 fp=f0)载波和L2载波（P码），f0=10.23Mhz4.导航电文：由GPS卫星向用户播发的一组反应卫星在空间的运行卫星、卫星钟的改正参数、电离层延迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制代码，也称数据码（D码）5.卫星星历误差：由卫星星历所给出的卫星位置和速度与卫星的实际位置的速度之差6.相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速

2、度和重力位）不同而引起两台钟之间产生相对钟误差的现象。7.多路径误差（效应）：在GPS测量中，被测站四周的反射物所反射的卫星信号（反射波）假如进入接收机天线，就将和直接来防卫星的信号（直射波）产生干涉，从而使观测值偏离真值；这种由于多个路径的信号传播所引起的干涉时延效应呗称作多路径效应。8.整周跳变（周跳）：整计数术int()消灭系统偏差而不足一整周的部分Fr()仍旧保持正确的现象。9.整周模糊度：又称整周未知数，是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。10.单点定位（确定定位）：依据卫星星历以及一台GPS接收机的观测值来独立确定该接收机

3、在地球系统中的确定坐标的方法11.相对定位：确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法12.RTK：是一种利用载波相位观测值在流淌站和基准站之间进行的一种实时动态相对定位技术13.连续运行参考系统：是一种以供应卫星导航定位服务为主的多功能综合服务系统，也称连续运行参考站网，强调所供应服务的多样性，以及运行的长期性。14.同步观测：是指两台或两台以上的GPS接收机同时对一组卫星信号进行观测15.基线向量：是利用进行同步观测的GPS接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标差，简称基线，其与计算时所接受的卫星轨道数据同属一个坐标参照系16.复测基线：在某

4、两个测站点间，由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解算结果17.同步观测环：三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所获得的基线向量构成的闭合环18.独立的基线向量：若一组基线向量中任何一条基线向量皆无法用该组中其他基线向量的线性组合来表示，则该组基线向量就是一组独立的基线向量填空1.全球定位系统的组成：空间部分（GPS）卫星、地面监控部分（主控站、监测站、注入站）、用户部分2.GPS卫星的信号结构：载波、测距吗、导航电文3.静态定位中常用的方法取整法置信区间法模糊函数法4.快速定位中常用的方法走走停停法已知基线法交换天线法快速静态定位法快速模糊度解算法（FARA）实质就是先对备选组进

5、行数理统计检验，把大量的明显不合理的备选组先剔除掉，削减计算工作量。最小二乘模糊度降相关平差法5动态定位中常用的方法初始化法实时解算模糊度的方法确定搜寻区域可接受的方法6.进行RTK测量是需配备的仪器设备GPS接收机数据通信链RTK软件7.影响GPS实时单点定位精度的因素：卫星星历误差、大气延迟（电离层延迟、对流层延迟）误差和卫星钟的钟差等；差分GPS可分为依据基站所供应的改正数的类型：位置差分、距离差分按用户进行数据处理的时间：实时差分、事后差分按观测值的类型：伪距差分、相位差分按工作原理及数学模型：单基准站差分GPS(SRDGPS)、具有多个基准站的局部区域差分GPS（LADGPS）、广域

6、差分GPS(WADGPS)8.网平差的类型：无约束平差/最小约束平差、约束平差、联合平差简答1.GPS的基本功能：接受并存储来自地面把握系统的导航电文在原子钟的把握下自动生成测距吗（CA码和Y码）和载波接受为二进制相位调制法将测距吗和导航电文调制在载波上播发给用户依据地面把握系统的命令调整轨道，调整卫星钟，修复故障或启用备用件以维护整个系统的正常工作2.GPS外业测量：踏勘、选点、造标、埋石了解测区状况及任务，领悟建网的目的与意义进行图上设计及分组分区进行实地选点，每个人做一个点的点之记在已建好的大地测量把握网上进行，在一个点上进行造标埋石GPS测量编制GPS观测方案制订GPS点观测3.GPS

7、定位中的误差源：与卫星有关的误差卫星星历误差卫星钟的钟误差相对论效应与信号传播有关的误差电离层延迟（可用误差改正模型）对流层延迟多路径效应与接收机有关的误差接收机钟的钟误差接收机的位置误差接收机的测量噪声4.消退和减弱多路径效应误差的方法和措施：选择合适的站址选择合适的GPS接收机在天线下设置抑径板或抑径圈接收机天线对极化方向相反的反射信号应有较强的抑制力量改善接收机的软、硬件适当延长观测时间5利用测距吗测定卫地距的方法（基本原理）：首先假设卫星钟和接收机钟均无误差，均能与标准的GPS时间保持严格的同步。在某一时刻t，卫星在卫星钟的把握下发出某一结构的测距码，与此同时，接收机则在接收机钟的把握

8、下产生或者说复制出相同的测距码（以下简称复制码）由卫星所产生的测距码经t时间的传播后到达接收机的卫星信号进行比对。假如这两个信号尚未对齐，就调整延迟时间，直到两个信号对齐为止。此时，复制码的延迟时间就等于卫星信号的传播时间t，卫地间的伪距=×c=t×c(注：c为真空中的光速)6.用测距码来测定伪距的缘由：易于将微弱的卫星信号提取出来可提高测距精度便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理便于对系统进行把握和管理7.码相关法原理：接收机产生复制码，其结构应与欲观测卫星的测距码的结构完全相同。通过不断变动复制码的延迟时间使之与接收到的测距码对齐，即可获得伪距观测值。当这两组信号

9、对齐后，若用复制码再对卫星信号进行一次二进制相位调制，即可将测距码去掉，仅留下来载波和导航电文。由于载波与导航电文的频率相差悬殊，故很简洁用滤波器将它们分别开来。8.RTK测量原理：进行RTK测量是，位于基准站上的GPS接收机通过数据通信链接实时地把载波相位观测值以及已知的站坐标等信息播发给在四周工作的流淌用户。这些用户就能依据基准站及自己所采集的载波相位观测值利用RTK数据处理软件进行实时相对定位，进而依据基准站的坐标球的自己的三维坐标，并估算其精度，如有必要，还可将求得的WGS-84坐标转换为用户所需的坐标系中的站坐标。9.网络RTK技术原理：接受网络RTK技术时，首先先利用在流淌站四周的

10、几个（一般为3个）基准站的观测值及已知的站坐标来反解出基准站间的残余误差项dorb、dion、dtrop等，然后用户就能依据自己的粗略位置内插出或者说估量出自己与基准站之间的残余误差项（或者在用户四周形成一组虚拟的观测值）。这样，当基准站间的距离达50-100km时，用户仍有可能获得厘米级的定位精度。6.外业观测步骤：1.在自己选好的GPS网点架设仪器，将GPS天线架于三脚架上，连接主机电缆和天线电缆，并进行对中整平，量取天线高。2开机观看是否正常，待接收机搜寻到卫星后，联系其它测站点确定同步观测时间。3开头观测后留意观测卫星定位精度以及周跳状况，并进行记录，特殊是 本组的点号、与相关点的草图

11、以及天线高、天线高量取的方法、观测时间等输入天线高和文件名，并要求是前4位是点号后4位是时段号，时段号可依据每天的日期编号或按网中各时间段编号，但要留意的是同一时间段各观测点的时段号应是一样的。5观测结束后关机并将连接主机电缆和连接天线电缆拆除。6待全部观测结束后，回到室内将数据传入电脑中（接受专用传送软件）以备基线解算使用。7.选择观测站点的基本要求：1.测站点四周视野开阔，高度角15。 以上不允许存在成片障碍物。测站上便于安放GPS接收机和天线，可便利地进行观测。2远离大功率的无线电信号放射源，以免损坏接收机天线。与高压输电线、变压器等保持肯定的距离，避开干扰。3测站应远离房屋、围墙、广告

12、牌、山坡及大面积安静水面等信号反射物，以免消灭严峻的多路径效应。4测站应位于地质条件良好、点位稳定、易于爱护的地方，尽可能估及交通等条件5充分利用符合要求的原有把握点的标石和观测墩。6应尽可能使所选测站四周小环境与四周的大环境保持全都，以避开或削减气象元素的代表性误差。8.GPS网的数据处理流程：1数据传输（数据传输软件，记录在计算机中的原始观测数据）2格式转换（格式转化软件，标准格式的数据）3基线解算（基线解算软件。GPS基线向量解）4网平差（GPS网平差软件，点坐标、基线转换参数及相关统计信息）9.基线解算的结果：基线向量及其方差-协方差阵。作用：结果用于网平差、检验和评估外业观测的成果质

13、量10.网平差作用：确定出网中各点坐标、发觉观测值中的粗差，并接受相应的方法进行处理、消退基线向量误差引起的几何冲突并评定观测成果精度11.基线解算过程：输入观测数据（GPS数据、精密星历、测站坐标）检查与修改外业观测数据、设定基线解算的把握参数、基线解算、基线质量的把握、得到最终的基线解算结果12.网平差的目的：1消退由观测量和已知条件中存在的误差所引起的GPS网在几何上的不全都2改善GPS网的质量，评定GPS网精度。3确定GPS网中点在指定参照系下的坐标以及其他所需参数的估值13.网平差的整体流程：1开头2独立基线及其精度统计信息3无约束平差4地心坐标参照系下的坐标和基线向量估值，基线向量改正数，经过调整后的基线向量观测值的权阵，以及各类精度统计信息5是否引入地面观测值是（1）否（2）6地面常规观测值（1）起算数据（1）（2）（1）约束平差（2）联合平差7输出最终结果1.SA政策（选择可用性政策）；AS政策（反电子哄骗政策）2.北斗卫星导航定位系统 区域性的有源导航定位系统，优点：投资少，建设速度快；具有肯定的通信功能 缺点：使用户在战时很难屏蔽自己，定位速度慢，无测速功能，用户数量收到限制 由空间部分、地面把握部分、用户终端三个部分组成 地面中心站是北斗卫星导航系统的中枢3