GPS复习题答案讲解学习

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。GPS复习题答案-一名词解释1.导航:通过实时地测定运载体在途中行进时的位置和速度，引导运载体沿一定航线经济而安全地到达目的地的技术。2.极移:地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。3.历元：对于卫星系统或天文学，某一事件相应的时刻也称为厉元。4.多路径效应：也称多路径误差。即接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号。两种信号迭加，将引起测量参考点位置变化，使观测量产生误差。5.整周模糊度：又称整周未知数

2、，是在HYPERLINK/doc/5391669.htmlt_blank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。6.周跳：是指在HYPERLINK/view/7773.htmt_blankGPS全球定位系统技术的载波相位测量中，由于HYPERLINK/view/22556.htmt_blank卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。7.天线相位差：卫星天线几何中心与相位中心的偏差。8.绝对定位：绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）绝对坐标的一种方法。相对定位：相对定位是利用两台GPS接收机

3、，分别安置在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。整数解（固定解）：将平差计算所得的整周未知数取为相近的整数，并作为已知数代入原方程，重新解算其它待定参数。当观测误差和外界误差（或残差）对观测值影响较小时，该方法较有效，一般应用于基线较短的相对定位中。非整数解（实数解或浮动解）：如果外界误差影响较大，求解的整周未知数精度较低(误差影响大于半个波长)，将其凑成正数，无助于提高解的精度。此时，不考虑整周未知数的整数性质，平差计算所得的整周未知数，不再进行凑整和重新计算。一般用于基线较长相对定位中。大地高：为地面点沿椭球法线至椭球面的距离。13.

4、正高：正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hg表示。14.正常高：正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用Hg表示。15.高程异常：似大地水准面与参考椭球面之间的高差。16.同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。二简答题简述导航技术的发展历程。第一代：实验卫星(BlockI)1978-1985共发射11颗，设计寿命5年，停止工作第二代：BlockII、BlockIIA、BlockIIR、BlockIIF1

5、988-1994年共发射28颗BlockII、BlockIIA第三代：BlockI下一代工作卫星简述导航系统的分类并举例。推算定位系统通过航行的方向和距离来推算其所在位置。引导系统提供给用户到达目的地的引导信息，不需要知道用户的具体位置。灯塔、无线电信标、仪表着陆系统、微波着陆系统等定位系统在一个定义的参考框架内，准确确定用户所在的位置。罗兰、奥米加、子午卫星、GPS、GLONASS等简述惯性导航的原理及优缺点。基本原理根据牛顿提出的相对惯性空间的力学定律，利用陀螺、加速度计等惯性元件感受运动载体在运动过程中的加速度。然后通过计算机进行积分运算，从而得到运动载体的位置和速度等信息。优缺点不依赖

6、于外界导航台和电磁波的传播，因此应用不受环境限制，包括海陆空及水下。隐蔽性好，不可能被干扰，无法反利用，生存能力强；另外还可产生多种信息，包括载体的三维位置、三维速度与航向姿态。当然它的垂直定位信息不好，误差是发散的，不能单独使用。简述无线电导航的原理及优缺点。基本原理根据电磁波在理想均匀媒质中按直线传播，且速度为常数，并在任两种媒质介面上一定产生反射，入射波和反射波同在一铅垂面内的特性，进行导航定位。优点因为电磁波的传播基本上不受昼夜与气候的限制，也无论距离的远近，以及在恶劣气候与能见度不良的条件下，随时都可借助各种频率的无线电信号有效地对空中、海上与地面的各种运动载体乃至人进行精确定位，并

7、将它（他）们安全、准确、经济地由出发点，沿预定的航行路线驶达目的地；而且测量快、精确度高，可靠性也高。不足之处在于电磁波难免受外界干扰。简述无线电导航定位的基本方法。测边交会法双曲线定位多普勒定位简述现有和曾经出现过的无线电导航系统。子午卫星导航系统（TRANSIT）全球定位系统（GPS）全球导航定位系统（GLONASS）双星导航定位系统（北斗一号）伽俐略系统（GAILILEO简述GPS系统的特点。定位精度高观测时间短测站间无需通视可提供三维坐标操作简便全天候作业功能多，应用广简述GPS系统的坐标基准和时间基准。坐标基准：世界大地坐标系WGS-84时间基准：原子时AT1秒长简述GPS系统使用的

8、基本坐标系统及相互关系。天球坐标系，地球坐标系平地球坐标系与瞬时地球坐标系的转换关系协议地球坐标系与协议天球坐标系的转换简述卫星轨道在GPS定位中的意义。（1）绝对定位：卫星轨道误差将直接影响用户接收机位置的精度（2）相对定位：尽管卫星轨道误差的影响将会减弱，但当基线较长或精度要求较高时，轨道误差影响不可忽略。（3）为了制订GPS测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号，也需要知道卫星的轨道参数简述影响卫星轨道的因素。卫星在空间绕地球运行时，除了受地球重力场的引力作用外，还受到太阳、月亮和其它天体的引力影响，以及太阳光压、大气阻力和地球潮汐力等因素影响。地球的质量分布不均匀，其形体也不是对称的球

9、体，因此地球引力场分布也不均匀。12.简述卫星无摄运动的基本轨道参数卫星的无摄运动一般可通过一组适宜的参数来描述，但这组参数的选择并不唯一，其中应用最广泛的一组参数称为开普勒轨道参数或开普勒轨道根数。a为轨道的长半径e为轨道椭圆偏心率这两个参数确定了开普勒椭圆的形状和大小。为升交点赤经：即地球赤道面上升交点与春分点之间的地心夹角。i为轨道面倾角：即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向为近地点角距：即在轨道平面上，升交点与近地点之间的地心夹角。表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向。f为卫星的真近点角：即轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。该

10、参数为时间的函数，确定卫星在轨道上的瞬时位置。由上述6个参数所构成的坐标系统称为轨道坐标系，广泛用于描述卫星运动。13.简述GPS卫星的坐标计算。计算真近点角f计算平均角速度计算观测时刻t的平近点角M和偏近点角E计算观测时刻的真近点角计算升交距角及轨道摄动改正项升交距角：u0=s+fs摄动改正项计算升交距角、卫星的地心距离及轨道倾角计算卫星在轨道坐标系中的坐标（x,y,z）计算升交点的经度计算在协议地球系中的空间直角坐标考虑极移的影响，最后得到在协议地球坐标系中的空间直角坐标14简述GPS卫星信号的构成。载波信号（L1和L2），测距信号（包括C/A码和P码）和导航信号。15简述GPS接收机的类

11、型。它由天线前置放大器、信号处理、控制与显示、记录和供电单元组成。16简述GPS的定位方法。按参考点的不同位置划分为：绝对定位（单点定位）：在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。按用户接收机作业时所处的状态划分：静态定位：在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态。在绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种形式。17简述GPS的基本观测量。GPS定位的基本观测量是观测站（用户接收天线）至GPS卫星（信号发射天线）的距离（或称信号传播路径）18简述载波相位观测的

12、主要问题。无法直接测定卫星载波信号在传播路径上相位变化的整周数，存在整周不确定性问题。在接收机跟踪GPS卫星进行观测过程中，常常由于接收机天线被遮挡、外界噪声信号干扰等原因，还可能产生整周跳变现象19根据提供的伪距测量的观测方程，试标记出每一项改正数的名称及意义。20根据提供的载波相位测量的观测方程，试标记出每一项改正数的名称及意义。21简述观测量的误差来源及其影响。GPS定位中，影响观测量精度的主要误差来源分为三类：与卫星有关的误差与信号传播有关的误差与接收设备有关的误差为了便于理解，通常均把各种误差的影响投影到站星距离上，以相应的距离误差表示，称为等效距离误差22简述GPS系统误差的处理方

13、式。引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一并求解。建立系统误差模型，对观测量加以修正。将不同观测站，对相同卫星的同步观测值求差，以减弱和消除系统误差的影响。简单地忽略某些系统误差的影响。避免多路径效应的主要措施。措施：安置接收机天线的环境应避开较强发射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。选择造型适宜且屏蔽良好的天线如扼流圈天线。适当延长观测时间，削弱周期性影响。改善接收机的电路设计。简述处理接收机钟差的方法。处理接收机钟差的方法：作为未知数，在数据处理中求解。利用观测值求差方法，减弱接收机钟差影响。定位精度要求较高时，可采用外接频标，如铷、铯原子钟，提高接收机时间标准精度。什么叫

14、电离层折射误差？怎样消除电离层折射的影响？电离层折射影响：主要取决于信号频率和传播路径上的电子总量。通常采取的措施:利用双频观测：电离层影响是信号频率的函数，利用不同频率电磁波信号进行观测，可确定其影响大小，并对观测量加以修正。其有效性不低于95%.利用电离层模型加以修正：对单频接收机，一般采用由导航电文提供的或其它适宜电离层模型对观测量进行改正。目前模型改正的有效性约为75%，至今仍在完善中。利用同步观测值求差：当观测站间的距离较近（小于20km）时，卫星信号到达不同观测站的路径相近，通过同步求差，残差不超过10-6什么叫对流层折射？怎样消除对流层折射的影响？对流层折射对观测量的影响可分为干

15、分量和湿分量两部分干分量主要与大气温度和压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度和高度有关。目前湿分量的影响尚无法准确确定。对流层影响的处理方法：定位精度要求不高时，忽略不计。采用对流层模型加以改正。引入描述对流层的附加待估参数，在数据处理中求解。观测量求差。载波相位原始观测量的不同线性组合（如单差、双差和三差），都可作为相对定位的相关观测量，试述其优点和缺点。优点：消除或减弱一些具有系统性误差的影响，如卫星轨道误差、钟差和大气折射误差等。减少平差计算中未知数的个数。缺点：原始独立观测量通过求差将引起差分量之间的相关性。平差计算中，差分法将使观测方程数明显减少。在一个时间段的观测中，为

16、了组成观测量的差分，通常应选择一个参考观测站和一颗参考卫星。如果某一历元，对参考站或参考卫星的观测量无法采用，将使观测量的差分产生困难。参加观测的接收机数量越多，情况越复杂，此时将不可避免地损失一些观测数据。因此，应用原始观测量的非差分模型，进行高精度定位研究，也日益受到重视。试述GPS快速解算法包括哪些。交换天线法，p码双频技术，滤波法，搜索法和模糊函数法等，所需观测时间较短，一般为数分钟。简述周跳探测修复的基本方法多项式拟合法，卡尔曼滤波，历元间差分，三差选权迭代法，小波分析法按网的位置基准不同，GPS平差的方法包括哪些。经典自由网平差自由网伪逆平差自由网拟稳平差GPS构网的基本图形。三角

17、形网，环形网，星型网GPS网平差中位置基准选取方法。对GPS网定位的约束条件最少，所以，通常称为最小约束选取网中一点的坐标值并加以固定，或给以适当的权；网中的点均不固定，通过自由网伪逆平差或拟稳平差，确定网的位置基准；平差计算则存在若干约束条件，其约束条件的多少，取决于在网中所选点的数量，这种方法，通常称为约束法。在网中选若干点的坐标值并加以固定；选网中若干点（直至全部点）的坐标值并给以适当的权。GPS选点的工作原则1.观测站（即接收天线安置点）应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。接收机天线与其距离，一般不得小于200m；2.观测站附近不应有大面积的

18、水域，或对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以减弱多路径效应的影响；3.观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视场开阔。在视场内周围障碍物的高度角，根据情况一般应小于1015；4.观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展；5.对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近，应具有良好的通信设施（电话与电报、邮电）和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电；6.点位选定后（包括方位点），均应按规定绘制点之记，其主要内容包括，点位及点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。7.选点工作结束后，应提交的技术资料主要包括：点之记及点的环视图；GPS网选点图；选点工作技术总结。34.接收机内

19、部噪声水平的检验方法包括哪些。答零基线检验法超短基线检验法35.天线相位中心稳定答旋转天线法相对定位法36.GPS测量系统的野外检定场建立的主要原则包括哪些答1为了满足用户对不同测程和不同检验内容的要求检定场通常应由超短边（5m10m），短边（500km)构成；2检定场不同长度的基线应分别构成闭合图形（如三角形或大地四边形）以便进行图形条件检验，提高检定的可靠性；3检定场应位于地质结构坚固、稳定的地区，以利长期保存；4检定场的点位选择，除应满足GPS测量选点的一般要求外，尤应注意设在交通方便，通信与电力供应条件良好，视野（对空）开阔的地区，以方便使用。37.GPS测量的作业模式包括哪些。答静态

20、相对定位、快速静态相对定位、准动态相对定位和动态相对定位等38.GPS观测数据的预处理包括哪些工作答数据传输；数据分流；观测数据的平滑、滤波；统一数据文件格式；卫星轨道的标准化；探测周跳、修复载波相位观测值；对观测值进行各项必要的改正39.GPS的技术总结应该包括哪些内容答1项目名称，任务来源，施测目的与精度要求2测区范围与位置、自然地理条件、气候特点、交通及电信、电源情况3测区已有测量标志情况4施测单位，作业时间，技术依据及作业人员情况5接收设备的类型、数量和检验情况6选点与埋石情况，观测环境评价及与原有测量标志的重合情况7观测实施情况，观测时段选择，补测与重测情况及作业中发生与存在的问题说

21、明8观测数据质量的检核情况，起算数据，数据处理的内容、方法及所采用的软件情况9工作量与定额计算10成果中尚在的问题与必须说明的其它问题11必要的附表与附图。40.GPS测量项目应上交的资料。答1测量任务书与技术设计2报表及观测计划3外业观测记录测量手簿及其它记录（如归心元素）4接收设备及气象仪器等的检验资料5外业观测数据的质量评价和外业检核资料6数据处理资料和成果表7技术总结与成果验收报告。41.简述GPS现代化信号结构改进有哪些方面有何优点答目前信号BlockII/IIA/IIR2nd民用；M-码BlockIIR-M3rd民用BlockIIF42.GPS增强系统包括哪些.答陆基增强系统空基增

22、强系统Internet增强系统。43.GPS陆基和空基增强系统的基本原理答陆基增强系统以地面伪卫星平台传送类GPS信号、误差改正、完整性监测等信息，如局域增强系统（LAAS）空基增强系统以静地卫星为平台传送类GPS信号、误差改正、完整性监测等信息，如广域增强系统（WAAS）44.同步观测独立基线数计算方式假设，在GPS测量中，参加同步观测的仪器数为k1，则每一观测时段可得基线向量(或称基线)数为其中包括的独立基线向量数为(k1-1)。其余均为非独立基线向量，可由独立基线向量导出，其数量为三论述题详细阐述GPS系统的基本组成，并说明每一部分的具体作用。空间部分：GPS的空间部分是由24颗HYPE

23、RLINK/view/22556.htmt_blank卫星组成。卫星均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55。HYPERLINK/view/22556.htmt_blank卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息。地面控制系统：地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成，地面控制站负责收集由HYPERLINK/view/22556.htmt_blank卫星传回之讯息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。用户设备部分：用户HYPERLINK/view/209665.htmt_blank设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按