GPS总结终稿(1)解析

1、GPSGPS 总结总结 2 2一、选择题一、选择题1 1、GPSGPS 系统中卫星的广播星历是由（）编制的：答案：B BA A 卫星上的处理器 B B 主控站 C C 监测站 D D 注入站2 2、GPSGPS 导航电文包含以下哪些内容：答案：ABCABCA.A.卫星星历B.B.卫星钟改正数C.C.电离层延迟改正参数D.D.C/AC/A 码距离观测值3 3、对于 GPSGPS 卫星导航电文的第二数据块，下列那些说法正确？答案：ACDACDA.A.由第二、三子帧中的内容构成 B.B.包含该卫星钟的改正参数C.C.包含该卫星的广播星历参数 D.D.包含该卫星星历的数据龄期4、静态相对定位中，在卫星

2、之间求一次差可有效消除或削弱的误差项为：DBDBA.A. 卫星钟差B.B. 电离层延迟误差C.C. 星历误差D.D. 接收机钟差5、GPS 卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了一 B 一A、消除对流层延迟 B、消除电离层延迟C、消除多路径误差 D、增加观测值个数6、组成宽巷观测值（widelane）的主要目的是为了CA、消除电离层延迟 B、提高定位精度 C、便于确定整周模糊度 D、检核7、未经美国政府特许的用户不能用一 D 一来测定从卫星至接收机间的距离。A、C/A 码 B、Ll 载波相位观测值C、载波相位观测值 D、Y 码8、利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于CA、1

3、954 北京坐标系 B、1980 年西安坐标系C、WGS-84D、ITRF9、在一般的 GPS 短基线测量中，应尽量采用CA、单差解 B、三差解 C、双差固定解 D、双差浮点解1. 以下哪个因素不会削弱 GPS 定位的精度（D DA. 晴天为了不让太阳直射接收机，将测站点置于树荫下进行观测B. 测站设在大型蓄水的水库旁边C. 在 SA 期间进行 GPS 导航定位D. 夜晚进行 GPS 观测2. GPS 卫星信号的基准频率是多少？（B BA1.023MHzB10.23MHzC102.3MHzD1023MHz3. GPS 测量中，卫星钟和接收机钟采用的是哪种时间系统？（B BA 恒星时 BGPS

4、时4. WGS-84 系属于：（D D5. 载波相位测量值在历元间求差后可消去（D DA.接收机钟差 B 卫星钟差 C 电离层延迟 D 整周未知数C 国际原子时D 协调世界时A 瞬时天球坐标系C 瞬时地球坐标系B 协议天球坐标系D 协议地球坐标系6. 某 GPS 网采用某型号的 GPS 接收机指标为：固定误差为 3mm，比例误差为 2ppm，对于一条 2km 的基线，贝 V 该基线长度的中误差为（B B7.美国 GPS 中的 SA 政策对 GPS 卫星钟影响所产生误差可以采用哪种方式减弱（A AA.测站间求差 B.卫星间求差 C.历元间求差 D.AS8.在高程应用方面 GPS 可以直接精确测定

5、测站点的（A AA.大地高 B.正常高 C.水准高 D.海拔高9.下列哪种时间标示法最不适合直接用于科学计算？（A AA 历法 B 儒略日 C 约化儒略日 D 年积日10. 我们可以采用六个轨道根数表示卫星的位置，在无摄运动中，六个轨道根数中会随着时间变化的根数是（D DA.轨道长半轴 B.轨道倾角 C.升交点赤经 D.平近点角11.GPS 广播星历中包含哪些内容（ACDACDA.GPS 卫星的六个轨道根数 B.GPS 观测的差分改正C.GPS 卫星钟的改正 D.GPS 卫星的健康状态12.GPS 定位中，为了尽量减弱和消除电离层延迟可以采取以下那些方法（ABCABCA.采用差分方式观测 B.

6、控制基线长度C. 采用双频改正 D.采用水汽辐射计13.宽巷组合观测值的特点有（ABCABCA 波长较长 B 易于确定整周模糊度C 测量噪声较大 D 无电离层折射延迟14.对于导航电文的第三数据块，下列哪些说法正确？（ABCDABCDA 第三数据块包含在第四、五子帧中B 给出了其余 GPS 卫星的概略星历C 由 25 个页面组成D 可用于拟定观测计划15.可以通过下列哪些类型的文件获取 GPS 卫星位置信息（ACACA.SP3 文件 B.RINEX 格式的 M 文件C.RINEX 格式的 N 文件 D.RINEX 格式的 0 文件16.产生整周跳变的原因包括（ACDACDA.接收机在高速动态下

7、运行 B.接收机电源故障C.信号被干扰 D.信号被遮挡17.天顶方向的总电子含量与（BCDBCD）相关A.卫星高度角 B 地方时C.太阳活动情况 D 测站地理位置18.GPS 数据处理通常分为（ACAC）主要阶段。A.GPS 网基线处理 B.GPS 数据分发C.GPS 网平差 D.GPSRTK19.GPS 测量中的误差按来源不同可以分为（ABCABCA.与传播路径有关的误差 B.与卫星有关的误差C.与接收设备有关的误差 D.与测站环境有关的误差20.GPS 接收机天线平均相位中心偏差与（ABAB）有关A.天线类型 B.接收信号频率C.卫星天线相位中心偏差 D.SA21.载波相位观测值和用 C/

8、A 码测定的伪距观测值所受到的_B=是相同的。A、电离层延迟 B、对流层延迟 C、多路径误差 D、测量噪声22.GPS 观测值在接收机间求差后可消除 C。A、电离层延迟 B、接收机钟差 C、卫星钟差 D、对流层延迟二、判断题1.接收机的接收通道采用平方律通道的优点是：可以获得测码伪距；可以获得导航电文；重建的载波是全波长的。错2. C/A 码的一个码元对应的码元宽度为 29.3 米。错A.4mmB.5mmC.2mmD.3mm3. 导航电文的传输速率为 50bit/s，以“帧”为单位向外发送，需要 12.5 分钟才能完整地播发一次。对4. 单点定位中的 DOP 值与卫星的数量和几何图形以及观测值

9、的精度有关。错5. 通过 GPS 相对定位，可消除卫星钟差和多路径误差的影响。错6. 同一时刻 L1 载波相位测量观测值与 C/A 码伪距测量观测值所受到的电离层延迟是相同的。错7. 同一时刻 L1 载波相位测量观测值与 C/A 码伪距测量观测值所受到的对流层延迟是相同的。对8. 同一时刻 L1 载波相位测量观测值与 C/A 码伪距测量观测值所受到的多路径误差是相同的。错9. 常用的对流层延迟模型有霍普菲尔德(Hopfield)改正模型、萨斯塔莫宁(Saastamoinen)改正模型和克罗布歇(Klobuchar)改正模型。错10. 电离层延迟改正中用到的总电子含量与高程、地方时、太阳活动程度

10、等有关。对三、填空题1.1. 全球定位系统是由空间部分、地面监控部分和用户部分组成的。其中地面监控部分是由主控站、监测站_、注入站、和通信及辅助系统组成的。2.2. GPS 卫星信号是由载波、测距码、和导航电文三部分组成的。3.3. 测码伪距观测值所受到的电离层延迟与总电子含量(TEC)成正比，与信号频率的平方成反比。4.4. 在软件控制下能依次对多个卫星进行观测，且循环观测一次的时间大于 20ms 的通道称为序贯通道。5.5. 在接收机间求一次差后可消除卫星钟差参数，继续在卫星间求二次差后可消除接收机间的相对钟差参数，再在历元间求三次差后可消除双差整周模糊度参数。6.6. 目前正在运行的全球

11、卫星导航定位系统有 GPSGPS 和 GLONASSGLONASS。 我国组建的第一代卫星导航定位系统称为二斗卫星导航定位系统，欧盟计划组建的卫星导航定位系统称为GALILEEGALILEE7.7. 2000 年 5 月初美国政府中止了已实施多年的政策。8.8. L 载波的波长约为一 1919 厘米，L 载波的波长约为2424 厘米。129.GPS 定位误差按误差的来源分类，跟卫星有关的误差有卫星星历误差、一卫星钟差、一；跟信号传播有关的误差有一对流层延迟误差、一多路径误差;跟接收机有关的误差有接收机钟差、接收机的安置误差、接收机的测量噪声10、单站差分 GPS 按基准站发送的信息方式来分，可

12、分为_伪距差分、_相位差分11、对流层延迟改正模型中的大气折射指数 N 与一气压、,一湿度等因素有关。12、GPS 卫星信号调制采用_二进制相位调制_ _法，当信号为0”时载波的相位不变化，当信号为“1”时载波的相位相位变化 180度。13、利用 IGS 精密星历进行单点定位时，所求得的站坐标属 ITRF 坐标系。14、GPS 观测值在卫星间求差后，可消除接收机种差。四、名词解释1 1、整周跳变整周跳变：在载波相位测量中，整周计数是时间段内的累积值则是一个瞬时观测值，观测时若由于卫星信号被挡等原因而引起累积工作中断，则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失从，这种厂；出错s正确的现象称整周跳变。2

13、2、接收通道接收通道：跟踪、量测、处理卫星信号的设备，由无线电元器件、数字电路等硬件和常用软件组成，一个接收通道在同一时间内只能接收一个卫星信号，据工作方式不同，可分为序贯通道、多路复用通道、多通道等。3 3、导航电文导航电文：由卫星向用户发送的有关卫星的位置、工作状态、卫星钟差及电离层延迟参数等信息的一组二进制代码，也称数据码。4 4、重建载波重建载波：由于载波上已用二进制相位调制法调制了测距码和导航电文，故接收到的卫星信号的相位也不连续，所以在进行载波相位测量前，必须设法将调制信号去掉，恢复载波，此项工作称重建载波，一般可采用码相关法、平方法等方法进行。5 5、相对论效应相对论效应：由于卫

14、星钟和接收机钟所处的重力位不同，运动速度不同而导致钟的误差，前者为广义相对论效应，后者为狭义相对论效应，对 GPS 卫星而言，其综合影响平均为 4.45X10-10f,可在生产原子钟时调低其频率的方法来解决,其变化部分需用公式加以改正。6 6、广域差分、广域差分 GPSGPS：在相当大的区域中均匀布设少量 GPS 基准站，各基准站均将观测值送往数据处理中心以便卫星星历误差、卫星钟将、电离层延迟模型等分离出来，并播发给用户的差分 GPS 系统称广域差分 GPS。7 7、天线平均相位中心偏差天线平均相位中心偏差：天线对中是以其几何中心为准的，而不以平均相位中心为准，两者之差称天线平均相位中心偏差，

15、一般可采用归心改正法或相对定位时天线统一指北的方法等消除其影响。8 8 整周计数整周计数：载波相位测量的实际观测值为但但 3+片片 3,，由两部分组成。其中巾儿的值为接收机计数器自动记录的载波相位测量的整波段数，称为整周计数。9.9. 单点定位：单点定位：利用卫星星历及一台 GPS 接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐标系中绝对坐标的方法。10.10.物理同步误差：物理同步误差：卫星钟钟面时与标准 GPS 时之间的差异。11.11.SASA：美国政府为了限制非特许用户利用 GPS 的定位精度的一种政策。包括厂及及技术。前者是在广播星历中人为加入误差，以降低卫星星历的精度；后者是在卫星钟频中

16、引入快速抖动。1212、卫星星历误差：、卫星星历误差：由卫星星历所给出的卫星轨道与卫星的实际轨道之差，叫做卫星星历误差1313、被动式测距：、被动式测距：用户自己不发送信号，只是接收发射源发射的信号进行距离测量，称为被动式式测距。1414、单点定位：、单点定位：根据卫星星历以及一台接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐标系中的绝对坐标的方法称为单点定位，也称绝对定位。1515、静态定位：、静态定位：在测量时间内，如果待定点参数（待定点的坐标或基线向量）没有可察觉到的变化，将待定参数作为作为固定不变的常数求解，确定这种参数叫做静态定位。五、简答题五、简答题1 1、举例说明、举例说明 GPSGP

17、S 在测量领域中的应用。在测量领域中的应用。答：（1）用 GPS 建立和维持全球性的参考框架；（2）建立各级国家平面控制网；（3）布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量；（4）在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。2 2、GPSGPS 系统由哪几部分组成，并说明其作用？系统由哪几部分组成，并说明其作用？答：GPSGPS 系统由三个部分组成：空间部分（GPSGPS 卫星）、地面监控部分和用户部分。各部分作用如下：（1 1）GPSGPS 卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文，并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持正常运转。（2 2）地面监控系统的主要功能是

18、：跟踪 GPSGPS 卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星。地面监控系统还能通过注入站向卫星发布各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，修复故障或启用备用件等。（3 3）用户则用 GPSGPS 接收机来测定从接收机至 GPSGPS 卫星的距离，并根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。3 3、什么是接收通道？序贯通道与多路复用通道的工作原理有何区别？什么是接收通道？序贯通道与多路复用通道的工作原理有何区别？答：接收机中用来跟踪、处理、量测卫星信号的部件，由无线电元器件、数字电路等硬

19、件和专用软件所组成，称为接收通道。一个通道在一个时刻只能跟踪一个卫星某一频率的信号。序贯通道的循环周期大于 20ms20ms；多路复用通道的循环周期小于或等于 20ms20ms。由于导航电文中每个比特持续的时间为 20ms20ms,故多路复用通道可同时采集到各卫星的导航电文，而序贯通道则不能（必须通过其他渠道获得导航电文）。4 4、GPSGPS 卫星信号由哪几部分组成？卫星信号由哪几部分组成？答：GPSGPS 卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成。其中：（1 1）可运载调制信号的高频振荡波称为载波。GPSGPS 卫星所用的载波有两个：L L=）和L2（=1227.601227.60

20、居）(2) 测距码是用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码，包括 C/AC/A 码和 P P 码。(3) 导航电文是由 GPSGPS 卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码，也称数据码(D D 码)。5.测距码调制到载波上的基本原理是怎样的？测距码调制到载波上的基本原理是怎样的？答：GPSGPS 卫星信号采用的是二进制相位调制法。其基本原理是先将导航电文调制在测距码上，然后再将组合码调制到载波上。6.与卫星有关的误差包括哪几类？与卫星有关的误差包括哪几类？答：与卫星有关的误差包括：卫星星历误差；卫星钟的钟误差；相对

21、论效应。7.总体而言，消除和减弱各种误差影响的方法有哪些？总体而言，消除和减弱各种误差影响的方法有哪些？答：消除和减弱各种误差影响的主要方法有：(1 1)模型改正法原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正。适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式。所针对的误差源：相对论效应，电离层延迟，对流层延迟，卫星钟差。限制：有些误差难以模型化。(2 2)求差法原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响。适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。所针对的误差源：对流层延迟、电离层延迟、卫星轨道误差、卫

22、星钟差、接收机钟差。限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱。(3 3)参数法原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来。适用情况：几乎适用于任何的情况。限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计。(4) 选择较好且适用的软硬件和选择合适的测量地点与方法。8 8用广播星历钟的卫星钟差改正数进行改正后，卫星钟差残余量用广播星历钟的卫星钟差改正数进行改正后，卫星钟差残余量在什么量级？进一步进行改正的方法有哪些？在什么量级？进一步进行改正的方法有哪些？答:用广播星历的卫星钟差改正数改正后，卫星钟差残余量为 5 510ns,10ns,对测距的影响为 1.51.53.0m3.0m。为了适应更高精度

23、的应用，进一步的改进方法有：1 1 利用测码伪距单点定位方法来确定接收机钟的钟差，精度估计可以达到 0.10.10.20.2 烬。2 2 通过各种渠道获得精确的卫星钟钟差值，一般 IGSIGS 是比较好的数据来源，目前 IGSIGS 给出的卫星钟差的精度可以达到 0.1ns0.1ns。9.9.为什么为什么 GPSGPS 测量中必须仔细地消除钟误差？测量中必须仔细地消除钟误差？答:在 GPSGPS 测量中我们是以及卫星信号的传播时间2 21 1 来确定从卫星至接收机的距离的。其中 1 1 为卫星钟所测定的信号离开卫星的时刻，为接收机钟所测定的信号到达接收机的时刻。若信号理论卫星时卫星钟相对于标准

24、的 GPSGPS 时的钟信号到达接收机时接收机钟相对于标准的 GPSGPS 时的钟差为耳，那么上述钟误差对测距所造成的影响为。由于信号的传播速度c的值很大，因此在 GPSGPS 测量中必须十分仔细地消除钟误差。1010、什么叫多路径误差？在什么叫多路径误差？在 GPSGPS 测量中可采用哪些方法来消除或削弱多路径误差？测量中可采用哪些方法来消除或削弱多路径误差？答：在 GPSGPS 测量中，被测站附近的物体所反射的卫星信号(反射波)被接收机天线所接收，与直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称做多路径效

25、应。多路径效应将严重损害 GPSGPS 测量的精度，严重时还将引起信号的失锁，是 GPSGPS 测量中的一种重要的误差源。要消除或削弱多路径误差影响可采取的方法和措施有：一)选择合适的测站1 1、避免临近水域；2 2、不宜选择山坡上；3 3、注意离开高层建筑二）选择合适的 GPSGPS 接收机I I、在天线下设置抑径板或抑径圈；2 2、接收机天线对极化方向相反的反射信号应有较强的抑制能力；3 3、改进接收机的软、硬件三）适当延长观测时间II.II.什么叫什么叫 GPSGPS 接收天线相位中心偏差？在接收天线相位中心偏差？在 GPSGPS 测量中可用哪些方法来消除其影响？测量中可用哪些方法来消除

26、其影响？答：GPSGPS 测量和定位时，天线对中是以接收机天线的几何中心为准的，天线的相位中心与其几何中心在理论应保持一致。然而，天线的相位中心实际上是随信号输入的强度和方向不同而变化的，即观测时相位中心的瞬时位置（一般称相位中心）与理论上的相位中心将不一致，这种偏差称为天线相位中心偏差。亦可以将天线相位中心偏差分成两部分考虑：平均相位中心与天线几何中心的偏差和瞬时相位中心与平均相位中心的偏差。对于前者的改正可以通过：1 1）采用归心改正的方法，这种方法主要用于进行高精度单点定位以及采用不同类型的接收机天线进行相对定位时；2 2）对于采用同一类型的接收机天线进行相对定位时，则可通过天线指北的方

27、法来予以消除。而瞬时相位中心与平均相位中心的差异是随着卫星高度角的不同而变化，且主要表现在高程方向上，平面上一般忽略不计，它的差异值一般均由接收机生产厂家直接给出，以方便用户使用。12.12.在在 GPSGPS 系统是如何用测距码来测定伪距的？系统是如何用测距码来测定伪距的？答：测距码是用以测定从卫星至地面测站间距离的一种二进制码序列。利用测距码测定伪距，首先假设卫星钟和接收机钟均无误差，都能与标准的 GPSGPS 时间保持严格同步。在某一时刻 t t 卫星在卫星钟的控制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控制下产生或者说复制出结构完全相同的测距码（简称复制码）。由卫星所产生的

28、测距码经 At t 时间的传播后到达接收机并被接收机所接收。由接收机所产生的复制码则经过一个时间延迟器延迟时间T后与接收到的危险能够信号进行比对。如果这两个信号尚未对齐，就调整延迟时间T，直至这两个信号对齐为止。此时复制码的延迟时间T就等于卫星信号的传播时间将其乘以真空中的光速 c c 后即可得卫星至地面的距离p：p=c=At tc c。由于卫星钟与接收机钟不同步，以及信号在传播过程中受到大气层的影响使得V#c，所以求得的距离p并不等于卫星到地面测站的实际距离，故将其称为伪距。13.13.在全球定位系统中为何要用测距码来测定伪距？在全球定位系统中为何要用测距码来测定伪距？答：全球定位系统采用测

29、距码来进行伪距测量，而不采用其他手段（如脉冲法），这是因为用测距码来测定伪距具有以下几个优点：1 1）易于将微弱的卫星信号提取出来。卫星信号的发射功率有限，很容易被一些干扰信号（如电视台、移动电话台、微波中继站等）所掩盖，卫星信号的强度一般只有这些噪声信号强度的万分之一或更低。只有依据伪距码的独特结构，才能将卫星信号从噪声中提取出来；2 2）可提高测距精度。用测距码进行相关处理所获得的伪距观测值可以视为用积分间隔中的每个码分别测距，然后将测得的结果取平均后所获得的均值，其精度显然要高于脉冲法测距的精度；3 3）便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理。接收机接受信号时，卫星信号会连同噪声一起

30、进入每个通道。但接收机在每个通道都规定了所观测卫星的 PRNPRN 号，因此相应通道只产生相对应卫星的复制码，而其他卫星的测距码及噪声与该复制码可视为相互正交，相关系数的影响趋于零。这样就可以将其他卫星信号及噪声分离出去。因此让每个通道皆产生与需要观测的卫星相同的测距码,就能同时对视场中的 n n 颗卫星分别进行伪距观测，从而方便地实现对卫星信号的识别和处理；4 4）便于对系统进行控制和管理。采用测距码后，美国国防部可以通过公开某种码的结构或对某种码结构进行保密来对用户使用该系统的程度加以控制。14.14. 写出伪距测量的观测方程并详细阐述方程中各项的含义。写出伪距测量的观测方程并详细阐述方程

31、中各项的含义。答：伪距测量观测方程：p=A叽叽+ +叽叽- - 严严 f f其中：P:真实的卫地几何距离P:伪距观测值舸 5:电离层延迟改正瞅 0:对流层延迟改正牛：卫星钟改正数%：接收机钟改正数“真空中的光速15.15. 什么是单差、双差和三差，它们各有什么特点？什么是单差、双差和三差，它们各有什么特点？答：将直接观测值相减，所获得的结果被当做虚拟观测值，称为载波相位观测值的单差。包括在卫星间求一次差，在接收机间求一次差，在不同历元间求一次差三种求差法。在载波相位测量的一次求差基础上继续求差所获得的结果被当成虚拟观测值，称为双差。常见的二次求差也有三种：在接收机和卫星间求二次差；在接收机和历

32、元间求二次差；在卫星和历元间求二次差。二次差仍可继续求差，称为求三次差。只有一种三次差，即在卫星、接收机和历元间求三次差。考虑到 GPSGPS 定位的误差源，实际上广为采用的求差法有三种：在接收机间求一次差，在接收机和卫星间求二次差，在卫星、接收机和历元间求三次差。他们各自的特点分别是：1 1）在接收机间求一次差：可以消除卫星钟差；接收机钟差参数数量减少，但并不能消除接收机钟差；卫星星历误差、电离层误差、对流层延迟等的影响也可得以减弱。2 2）在接收机和卫星间求二次差：卫星钟差被消去；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数较少用一般的计算机就可胜任数

33、据处理工作。3 3）在卫星、接收机和历元间求三次差：在二次差的基础上进一步消去了整周模糊度参数，但这并没有多少实际意义；三差解是一种浮点解；三差方程的几何强度较差。一般在 GPSGPS 测量中广泛采用双差固定解而不采用三差解，通常仅被当做较好的初始值，或用于解决整周跳变的探测与修复、整周模糊度的确定等问题。1616 为什么在一般的为什么在一般的 GPSGPS 定位中广泛采用双差观测值？定位中广泛采用双差观测值？答: :由于双差观测存在以下的优点: :消去了卫星钟差；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数大大减少, ,用一般的计算机就可胜任数据处理工作

34、。在载波相位测量中，多余参数的数量往往非常多。解算数千个未知数时不仅数据处理的工作量十分庞大，而且对计算机以及作业人员的素质也会提出较高的要求，此外，此外未知参数过多对解的稳定性也会产生不利的影响17.17. 为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？答: :在载波测量中, ,多余参数的数量往往非常多，这样数据处理的工作量十分庞大，对计算机及作业人员的素质也会提出较高的要求。此外，未知参数过多使得解的稳定性减弱。而通过观测值相减即求差法可消除多余观测数，从而大大降低了工作量。18.18. 什么是宽巷观测值？如何利用宽巷观测值？什么是宽巷观测值？

35、如何利用宽巷观测值？答: :宽巷观测值读吐为两个不同频率的载波（L L,L,L2 2）相位观测值间的一种线性组合，即叽叽 3 3 一一% %魁 2 2。其对应的九曲论九曲论= =Jzifi2=347.82MHz九曲她九曲她=86.19cm频率为Z122，对应的波长为叫曲趣，对应的整周模糊度为N=N“2。由于宽巷观测值的波长达 86cm86cm，利用它可以很容易准确确定其整周模糊度，进而准确确定叫和 N N2 2。19.19. 什么叫整周跳变？在什么叫整周跳变？在 GPSGPS 测量中应如何来解决整周周跳问题？测量中应如何来解决整周周跳问题？答：如果由于某种原因使计数器在某段时间内的累计工作产生

36、中断，那么恢复累计后的所有计数中都含有同一偏差，该偏差为中断期间所丢失的整周数。对于不足一周部分而言，由于接收机的正常工作，仍然是正确的，这种整周计数出现错误而不足一周部分仍然正确的现象称为整周跳变，简称周跳。周跳会影响结果精度，应该进行探测和修复。主要有高次差法，多项式拟合法，用双频 P P 码探测修复以及三次差法。20.20.详细介绍用高次差法或多项式拟合法修复整周跳变的算法。详细介绍用高次差法或多项式拟合法修复整周跳变的算法。( (仅选一种介绍仅选一种介绍) )答:(1):(1)高次差法对于一组不含整周跳变的实测数据，在相邻的两个观测值间依次求差而求得一次差，由于一次差实际上就是相邻两个

37、观测历元卫星至接收机的距离之差，也等于两个历元间卫星的径向速度的平均值与采样间隔的乘积。因此径向的变化在求一次差后就要平缓得多。同样，在两个相邻的一次差间继续求差就得二次差。二次差为卫星的径向加速度的均值与采样间隔乘积，变化更加平缓。采用同样的办法求至四次差时，其值已趋于零，其残余误差已呈现偶然特性。对于存在周跳的实测数据，如果从某个观测值开始有 100100 周的周跳，就将使各次差产生相应的误差，而且误差的量会逐次放大，根据这一原理可探测出周跳发生的位置及其大小。(2)(2)多项式拟合法: :将 m m 个无周跳的载波相位观测值代入下式, ,进行多项式拟合: :-tc)2+-tc)n用最小二

38、乘法求得式中的多项式系数 aO,al,.,an,并根据拟合后的参差计算出中误差.用求得的多项式系数来外推下一历元的载波相位观测值并与实际观测值进行比较,当两者之差小于 3 倍中误差时,认为该观测值无周跳.去掉最早的一个观测值,假如上述无周跳的实际观测值后继续上述过程进行多项式拟合.当外推值与实际观测值之差大于等于 3 倍中误差时,认为实际观测值有周跳此时应采用外推的整周计数去取代有周跳的实际观测值中的整周计数，但不足一周的部分 Fr()仍保持不动.然后继续上述过程,直至最后一个观测值为止。21.21.在基线解算时，求解整周未知数的常用方法有哪些？在基线解算时，求解整周未知数的常用方法有哪些？答

39、：取整法；置信区间法；模糊度函数法；整数解和实数解22.22.为什么说准确确定整周未知数是载波相位测量中的关键问题？为什么说准确确定整周未知数是载波相位测量中的关键问题？答：(1)精确的及修复周跳后的整周计数只有与正确的 N 配合使用才有意义，N 出错将严重损害定位精度和可靠性。(2)(2)在一般的 GPSGPS 测量中，定位所需的时间即为确定模糊度所需的时间，快速确定 N N 对提高 GPSGPS 定位速度，提高作业效率具有重要作用。23.23.为什么在短基线为什么在短基线 GPSGPS 测量时一般都采用双差固定解？测量时一般都采用双差固定解？答：在短基线测量中，由于测站间所受到的误差相关性

40、好，利用双差法就能较完善地将这些误差消除，因而通常都能获得固定解。在中长基线测量中，误差的相关性将减弱，初始解的误差将随之增大，从而使模糊度参数很难固定。24.24. 何谓基线解算中的整数解何谓基线解算中的整数解( (固定解固定解) )？简要说明其计算方法及优点？简要说明其计算方法及优点？答：当整周模糊度参数取整数时所求得的基线向量解称为整数解，也称为固定解。计算步骤如下：1)求初始解。用修复周跳、剔除粗差后的载波相位观测值进行基线向量的解算，求得基线向量及整周模糊度参数，这种解称为初始解。由于各种误差的影响，初始解中的模糊度参数一般为实数。2)将整周模糊度固定为整数。采用取整法、置信区间法或

41、其他方法，非常有把握将上述模糊度参数一一固定为整数。3)求固定解。将上述固定为整数的模糊度参数作为已知值代回法方程式，重新求解基线向量，从而获得固定解。整数解是在模糊度参数已被恢复为真值的基础上求得的，是与一组不受误差影响的、正确的、模糊度参数相对应的解，所以精度较高。25.25. 什么是伪距单点定位？说明用户在使用什么是伪距单点定位？说明用户在使用 GPSGPS 接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少 4 4 颗颗 GPSGPS 卫星？卫星？答：根据 GPSGPS 卫星星历和一台 GPSGPS 接收机的伪距测量观测值来直接独立确定用户接收

42、机天线在 WGS-84WGS-84 坐标系中的绝对坐标的方法叫伪距单点定位，也叫绝对定位。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准确。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计算中，再加上接收机天线坐标三个未知数，为了不造成方程秩亏无法求解，就至少需要 4 4 个伪距观测值，即需要同时观测至少 4 4 颗 GPSGPS 卫星。26.26. 简述简述 goandstopgoandstop 法的基本原理法的基本原理，以及该方法的适用范围以及该方法的适用范围。答：保持连续跟踪的所有载波相位观测值中都有相同的整周未知数，只要首先设

43、法确定这些整周未知数，并在以后的迁站中(i=1,2,m;mn+1)保持继续保持对卫星的跟踪，当接收机到达新的测站点就不需要再确定整周未知数了。这样在新点上只需要 1 12 2 分钟的观测就可以精确确定基线向量。走走停停法从形式上看类似于动态定位，因为接收机在迁站过程中仍需开机观测，保持对卫星的连续跟踪。但这种跟踪的目的不是为了确定接收机的运动轨迹而是为了传递整周模糊度，以便达到定点后可实现快速定位。该方法通常是采用已知基线法和交换天线法来快速确定整周模糊度的(这一过程也被称为“初始化”)。这种方法只在开阔地区适用，在一般地区，常因为各种遮挡在迁站过程中失锁而无法传递整周模糊度！2727 什么是

44、广域差分什么是广域差分 GPSGPS 及其组成？及其组成？答：在一个相当大的区域中，较为均匀的布设少量的基准站组成一个系数的差分 GPSGPS 网，各基准站独立进行观测并将求得的距离差分改正数传送给数据处理中心，由数据处理中心进行统一处理，以便将各种误差分离开来，然后再将卫星星历改正数、卫星钟差改正数以及大气延迟模型等播发给用户，这种差分系统称为广域差分系统。广域差分系统主要由基准站、数据处理中心、数据通信链、监测站及用户等部分组成。基准站的数量视覆盖面积及用途而定，广域差分 GPSGPS 系统(WAASWAAS)的数据通信链包括两个部分：一是基准站，监测站，数据处理中心等固定站间的数据通信链

45、;二是系统与用户之间的数据通信链。2828在全球定位系统中为何要用测距码来测定伪距？在全球定位系统中为何要用测距码来测定伪距？答：用测距码测距有下列优点：(2)(2) 可提高测距精度；(3)(3) 可用码分多址技术来区分、处理不同卫星的信号；(4)(4) 便于对整个系统进行控制和管理。2929为什么说快速而准确地确定整周模糊度是载波相位测量中的关键问题？为什么说快速而准确地确定整周模糊度是载波相位测量中的关键问题？耳0答：(1)(1)精确的及修复周跳后的整周计数只有与正确的N配合使用才有意义，N出错将严重损害定位精度和可靠性。(2)(2)在一般的 GPSGPS 测量中，定位所需的时间即为确定模

46、糊度所需的时间，快速确定V对提高 GPSGPS 定位速度，提高作业效率具有重要作用。3030怎样用双频观测值来消除电离层延迟？怎样用双频观测值来消除电离层延迟？P:=p+ +牛牛(1)Pz=P+yi(l)x加+(2)x得:Pmn=mPi+nPi+P+AAnm-+n=0m+flAA为组合观测值的波长，分别为载波 L1,L2L1,L2 的电离层影响。由上面的公式可以得到，当设定 m,nm,n 为一定的值时，即可以利用双频观测值消去电离层延迟。可解得:fl-fl此时线性组合观测值即可消除电离层延迟的影响其中 Qi,Qi,分别为载波 L1,L2L1,L2 相位观测值,i31.31. 请说明测距码伪距测

47、量观测方程中各参量的含义？请说明测距码伪距测量观测方程中各参量的含义？0=J(X，X)2+(0-F)2+(ZZ)2-C N+C叫下标i:i号卫星A:对z号卫星的伪距测量值X,Y,Z：测站的空间直角坐标XY1,li号卫星的空间直角坐标VtR,Vs:接收机钟与卫星钟的钟差改正数（Vg）i，（Vg）i：电离层延迟与对流层延迟改正数32.32. 何为多路径误差？载波相位测量中何为多路径误差？载波相位测量中 L1,L2L1,L2 的多路径误差最大分别为多少？的多路径误差最大分别为多少？答：多路径误差：GPS 测量中，直接来自卫星的信号与被周围环境反射的信号相互干涉进入接收机从而使观测值偏离真值的现象称为

48、多路径误差。载波相位测量中 L1 丄 2 的多路径误差最大分别为其波长的 1/4，即 4.8cm 和 6.1cm。33.33. 能否采用双频改正方法消除对流层延迟？为什么？能否采用双频改正方法消除对流层延迟？为什么？答： 不能。 因为双频改正的基础是利用两个频率在介质中的传播速度不同，通过测定两个频率信号到达接收机的时间差可以反推各自在该介质中的延迟量。 其改正原理是建立在色散效应基础上的。 对于 GPS信号 f,f 而言，由于其波长较长，在对流层中12基本上不存在色散效应，两个频率的信号在其中的折射率相同，传播速度相同，故不能用与电离层改正相同的方法进行对流层双频改正。34.34.什么是伪距

49、单点定位？说明用户在使用什么是伪距单点定位？说明用户在使用 GPSGPS 接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少 4 4 颗颗 GPSGPS 卫星卫星? ?答：根据 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 坐标系中的绝对坐标的方法叫单点定位，也叫绝对定位。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准确。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

50、至少 4 颗 GPS 卫星。35.35. 根据下面的图一根据下面的图一，说明载波相位观测中的实际观测值是什么？并绘图示意说明之说明载波相位观测中的实际观测值是什么？并绘图示意说明之。同时借助该图解释什么是整周跳变和整周同时借助该图解释什么是整周跳变和整周未知数？未知数？绘图如下：对于第一个历元观测时刻（t 时刻），载波相位观测中，叽叽- -叽叽+%+%，实际观测值是。0肌（不足一整周的波长）对于后续的某一个历元观测时刻（t 时刻），载波相位观测中，0=皿+丹+加(0)，实际观测值是和。F%（不足一整周的波长）f（0）（整周计数）从图中可知：整周计数为 t 时刻到 t 时刻用计数器累计下来的差频

51、信号的整周数。观测时由于某种原因而引起累积工作中断,0i则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失，即后续的所有计数中含有同一偏差。这种凶陨凶陨出错的现象称整周跳变。载波相位观测中的第一个历元观测时刻，用户无法知道从卫星至接收机的距离观测值中包含了多少个整数的波长相位，即的值。用户需设法解出后，才能准确求得从卫星至接收机的距离，这个就叫做整周未知数。3636、什么叫载波相位测量？载波相位测量的实际观测值是什么？、什么叫载波相位测量？载波相位测量的实际观测值是什么？答：把载波当做测距信号来使用，对载波进行相位测量，称为载波相位测量进行载波相位观测时，GPSGPS 接收机实际能量测、提供给用户如下的观测值

52、：1 1）跟踪到卫星信号后的首次量测值，不足一周的部分 FrFr（）2 2）其余各次观测值整周计数 IntInt（）载波相位的实际观测值说明如下：厲（不足一整周的波长）加（0（整周计数）”37.37.根据下面表一中第一代卫星导航系统一子午卫星导航系统根据下面表一中第一代卫星导航系统一子午卫星导航系统（TRANSITTRANSIT 系统系统）和第二代卫星导航系统一和第二代卫星导航系统一 GPSGPS 系统的相关系统参系统的相关系统参数，说明子午卫星导航系统的局限性和数，说明子午卫星导航系统的局限性和 GPSGPS 系统的优越性？（系统的优越性？（1515 分）分）表一参数TRANSIT 系统NA

53、VSTARGPS系统中的卫星数621+3轨道平面数66轨道倾角9055轨道高度1075km20180km轨道周期（恒星时）107min12hL1 频率149.988MHz1575MHzL2 频率399.968MHz1228MHz答：从表中的参数比较可知：（1）TRANSIT 系统采用的是多普勒定位方法，所以卫星数不能太多，只有 6 颗。由于所有的卫星都属于极地轨道，各卫星的进动大小和方向不一，同时出现两颗卫星又会造成相互干扰，导致系统在有些地区长时间观测不到卫星信号。虽然每次只=NQ+FrQ，实际观测值是。心（不足一整周的波长）对于后续的某一个历元观测时刻（titi 时刻），载波相位观测中，=

54、NQ+Frt+Inty，实际观测值是和。对于第一个历元观测时刻（t0t0 时刻），载波相位观测中,需要也只能观测一颗卫星，但进行导航定位时需观测一次完整的卫星通过(一般为 818min)，观测时间和间隔时间长，无法提供实时和连续的导航定位服务。而 GPS 系统卫星多，卫星之间又采用了码分多址的技术，可以保证在全球任何一个位置都观测到 4颗卫星，只进行一个历元的观测就可获得结果，能提供实时和连续的导航定位服务。(2)TRANSIT 系统的卫星轨道低，难以进行精密定轨。而 GPS 系统的卫星属于高轨卫星，容易获得精度高的卫星轨道信息；TRANSIT 系统相比 GPS 系统，卫星信号频率低，不利于补

55、偿电离层折射效应的影响。这些都导致 TRANSIT 系统的导航定位精度低。而 GPS 系统的导航定位精度则可以满足绝大多数用户的需要。38.38.根据下面的图二，详细阐述利用导航电文里的参数计算根据下面的图二，详细阐述利用导航电文里的参数计算 GPSGPS 卫星在瞬时地球坐标系中的位置的计算流程。卫星在瞬时地球坐标系中的位置的计算流程。计算流程如下：由计算 t 时刻卫星的平近点角心心由W迭代计算 t 时刻的偏近点角由尺计算 t 时刻的真近点角角角 由 g 和近地点角距计算 t 时刻的升交距角(未经改正的)，计算 t 时刻的卫星向径门(7)对厦(、厂和轨道倾角j进行摄动改正由卫星向径r和升交距角

56、u，计算卫星在轨道平面坐标系中的位置计算升交点经度(10)由和得到旋转矩阵，将卫星在轨道平面坐标系中的位置转换计算为卫星在瞬时地球坐标系下的坐标。39.39. 什么是静态相对定位载波测量？为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？什么是静态相对定位载波测量？为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？答：(要点)利用载波相位测量的观测值，确定处于静止状态，同步跟踪观测相同的 GPS 卫星的若干台接收机之间的相对位置(坐标差)的定位方法，称为静态相对定位载波测量。采用求差法的原因：(1) 可以消去数量庞大的多余参数，例如卫星钟差，接收机钟差，甚至整周未知数，从而大大减少计算工作量。从数学上

57、讲又是完全允许的。(2) 对于短距离基线来说，可以消除很多误差的影响，例如电离层误差、对流层误差、卫星星历误差等。40.40. 用高次差法判断表二中连续的载波相位观测值有无周跳？如有周跳，找出是哪个历元的观测值发生了周跳？用高次差法判断表二中连续的载波相位观测值有无周跳？如有周跳，找出是哪个历元的观测值发生了周跳？答：对表中的载波相位观测值求至四次差如下所示：观测序号观测值一次差二次差三次差四次差1-1143222.9012-1051223.39991999.502-9.0181.3084.8353-959233.85991989.540-9.962-0.944-2.2524-867253.9

58、391979.929-9.6110.3511.2955-775284.7791969.160-10.769-1.158-1.509(1) 计算卫星运行的平均角速度，并加上平均角速度的改正项。(5)计算 t 时刻的摄动改正项；6-683317.54591967.225-1.9358.8349.9927-591372.51391945.032-22.193-20.258-29.0928-499439.63491932.879-12.15310.04030.2989-407519.96791919.667-13.212-1.059-11.09910-315613.68591906.282-13.385-0.1730.88611-223721.67291892.013-14.269-0.884-0.71112-131754.98891966.68474.67188.94089.82413-39893.75691861.232-105.452-180.123-269.0631451951.48391845.239-15.99389.459269.58215143780.45191828.968-16.271-0.278-89.73716235592.25491811.803-17.165-0.894-0.61617