测量专业技术竞赛理论部分题库

1、测量技术竞赛理论部分题库一、填空1.20世纪50年代末期，美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统。GPS全球定位系统具有全能性、全球性、全天候、连续 性和实时性的导航、定位和定时功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成，它们均 匀分布在6个轨道上，距地面的平均高度为 20200 km,运行周期为11小时 58分。美国国防部制图局（DMA于1984年发展了一种新的世界大地坐标系， 称 之为美国国防部1984年世界大地坐标系，简称 WGS84 。当使用两台或两台以上的接收机，同时对同一组卫

2、星所进行的观测称为同步观测。在对卫星所有的作用力中，地球重力场的引力是最重要的。如果将它的引力视为1，则其它作用力均小于10-5。在定位工作中，可能由于 卫星信号 被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫整周跳变。按照规范规定，我国GPSM量按其精度依次划分为 AA A B、C、D E六级，其中D级网的相邻点之间的平均距离为 105km,最大距离15 km=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。对于卫星精密定位来说，只考虑地球质心引力来计算卫星的运动状态是不能满足精度要求的。必须考虑地球引力场摄动力、日月 摄动力、大

3、气阻力、光压摄动力、潮汐 摄动力对卫星运动状态的影响。当GPS信号通过电离层时，信号的 路径 会发生弯曲，传播速度 会发生变化。这种距离改正在天顶方向最大可达 50 m,在接近地平 线方向可达150m在GPS测量定位中，与接收机有关的误差主要有接收机钟误差、 接 收机位置误差、 天线相位中心位置 误差和 几何图形强度 误差等。按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括空间卫星 部分、地面监控部分和用户接收部分。GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数 据，采取 空间距离后方交会 的方法，确定待定点的空间位置。我国自行建立第一代卫星导航定位系统“北斗导航系统”是全天候、

4、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由两颗工作卫星和一颗备份星组成了 完整的卫星导航定位系统。由于地球内部和外部的动力学因素，地球极点在地球表面上的位置随时间而变化，这种现象叫极移 。随时间而变化的极点叫瞬时极，某一时期瞬时极的平均位置叫平地极，简称平极 。就整个地球空间而言，参心坐标系的不足之处主要表现在：它不适合 建 立全球统一坐标系的要求 、它不便于研究全球重力场 、平、高控制网分 离，破坏了空间点三维坐标完整性。GPS信号接收机，按用途的不同，可分为 导航 型、测地型和授时型 等三种。数据码即导航电文，它包含着卫星的星历、卫星 工作状态_、时间系 统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、

5、大气折射改正、由 C/A码捕获P码 的信息等。动态定位是用GPS信号实时地测得运动载体的位置。按照接收机载 体的运行速度，又将动态定位分成低动态、中等动态、高动态三种形式。单点定位就是独立确定待定点在坐标系统中的绝对位置，其定位结 果属于 WGS 84 坐标系统。考虑到GPS定位时的误差源，常用的差分法有如下三种：在接收机间求一次差；在接收机和卫星间求二次差；在接收机、卫星和观测历元间 求三次差。在进行GPS测量时，观测量中存在着系统误差和偶然误差。其中 系统误差影响尤其显著。GPS网一般是求得测站点的三维坐标，其中高程为 大地 高，而实际应用的高程系统为 正常高系统。GPS定位精度同卫星与测

6、站构成的图形强度有关，与能同步跟踪的卫星数和接收机使用的通道数有关。天线的定向标志线应指向正北 。其中A与B级在顾及当地磁偏角修正后，定向误差不应大于 土 5。天线底盘上的圆水准气泡必须居 中。利用双频技术可以消除或减弱电离层 折射对观测量的影响，基线长度不受限制，所以定位精度和作业效率较高。在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线 的相位中心应该与其几何中心保持一致。A、几何中心B、相位中心C、点位中心D、高斯投影平面中心在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择哪种投影方式（ A ）。A、横轴墨卡托投影B、高斯投影C、等角圆锥投影D、等距圆锥投影计量原子时的时钟称为

7、原子钟，国际上是以（ C ）为基准。A、铷原子钟 B、氢原子钟C、铯原子钟D、铂原子钟GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀 分布在（D）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20200Km，运行周期为11小时58分。A、3个B、四个C、五个D、6个GPS定位是一种被动定位，必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须安装高精确度的时钟。当有1X 10 9s的时间误差时，将引起（B ）cm的距离误差。A、 20B、 30C、 40D、 501977年我国极移协作小组确定了我国的地极原点，记作（ B ）0A、JYD1958.0B、JYD19

8、68.0C、JYD1978.0D、JYD1988.01884年在美国华盛顿召开的国际会议决定采用一种分区统一时刻，把全球按经度划分为 24 个时区，每个时区的经度差为 15 ，则相邻时区的时 间相差1h。这种时刻叫（D ）。A、世界时B、历书时C、恒星时D、区时地球在绕太阳运行时，地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动，春分 点在黄道上随之缓慢移动，这种现象称为（ A ）。A、岁差B、黄赤交角C、黄极D、黄道我国西起东经 72，东至东经 135，共跨有 5 个时区，我国采用 （ C ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。A、东六区B、东七区C、东8区D、东9区按照规范规定，我国GPS测量按其精

9、度依次划分为 AA A B、C、D、 E 六级，最大距离可为平均距离的（ B ）倍。A、1 2B、2 3C、1 3D、2 4双频接收机可以同时接收Li和L2信号，利用双频技术可以消除或 减弱（ C ）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。A、对流层折射 B、多路径误差C、电离层折射D相对论效应在定位工作中， 可能由于卫星信号被暂时阻挡， 或受到外界干扰影 响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫（ A ）。A、整周跳变B、相对论效应C、地球潮汐D、负荷潮GPS接收机天线的定向标志线应指向（D ）。其中A与B级在顾及当地磁偏角修正后，定向

10、误差不应大于 5。A、正东B、正西C、正南D、正北在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天 线的相位中心应该与其几何中心保持一致。A、几何中心B、相位中心C、点位中心D 、高斯投影平面中心在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系，采用的是克拉索夫 斯基椭球元素，其长半径和扁率分别为（ B ）。A、a=6378140、a=1/298.257B、a=6378245 a=1/298.3C、a=6378145 0=1/298.357D、a=6377245 0=1/298.0测量工作的直接目的是要确定地面点在空间的位置。早期解决这一问 题都是采用 （ B ）

11、测量的方法。A、卫星B、天文 C、大地D、无线电我国自行建立第一代卫星导航定位系统 “北斗导航系统”是全天候、全天 时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由（ B ）组成了完整的卫星导航定 位系统。A、两颗工作卫星B、两颗工作卫星和一颗备份星C、三颗工作卫星D、三颗工作卫星和一颗备份星二、单项选择题、判断题1 在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系， 采用的是克拉索夫斯基 椭球元素，其长半径和扁率分别为（ B ）。A、a=6378140 a=1/298.257B、a=6378245 0=1/298.3C、a=6378145 0=1/298.357D、a=6377245、0=

12、1/298.0在使用 GPS 软件进行平差计算时，需要选择哪种投影方式（ A）。A、横轴墨卡托投影B、高斯投影C、等角圆锥投影D、等距圆锥投影在进行GP RTK实时动态定位时，基准站放在未知点上，测区内仅有 两个已知点，（ C ）定位测量的精度最高。A、两个已知点上B、一个已知点高，一个已知点低C、两个已知点和它们的连线上D、两个已知点连线的精度单频接收机只能接收经调制的 L1 信号。但由于改正模型的不完善， 误差较大，所以单频接收机主要用于（ A ）的精密定位工作。A、基线较短B、基线较长C、基线 40kmD、基线30kmGPS接收机天线的定向标志线应指向 （D ）。其中A与B级在顾及当地磁

13、偏角修正后，定向误差不应大于 5A、正东B、正西C、正南D、正北在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以 天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。A、几何中心B、相位中心C、点位中心D 、高斯投影平面中心GPS 系统的空间部分由 21 颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成，它们均 匀分布在（ D ）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 20200Km ，运行周期为 11小时 58分。A、 3个B、 4个C、 5个D、 6个计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以（ C ）为基准。A、铷原子钟B、氢原子钟C、铯原子钟D、铂原子钟我国西起东经 72，东至

14、东经 135，共跨有 5 个时区，我国采用A ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。A、东8区B、西8区C、东6区D、西6区子午卫星导航系统采用 12 颗卫星，并都通过地球的南北极运行。（x ）理想情况下的卫星运动，是将地球视作非匀质球体，且不顾及其它摄 动 力 的 影 响 ， 卫 星 只 是 在 地 球 质 心 引 力 作 用 下 而 运 动（ x ）开普勒第一定律告诉我们：卫星的地心向径，在相等的时间内所扫过 的面积相等。 （ x ）协调世界时是综合了世界时与原子时的另一种记时方法，即秒长采用原子时的秒长，时刻采用世界时的时刻。（V ）C/A 码的码长较短，易于捕获，但码元宽度较大，测

15、距精度较低，所以C/A码又称为捕获码或粗码。（V ）在测站间求二次差，可以消去卫星钟差参数。同时，对于短基 线也可大大减弱电离层折射、对流层折射以及卫星星历误差的影响。(x )在GPS定位测量中，观测值都是以接收机的相位中心位置为准的， 所以 天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。(V )当使用两台或两台以上的接收机，同时对同一组卫星所进行的观测称为同步观测。( V )GPS定位精度同卫星与测站构成的图形强度有关，与能同步跟踪 的 卫 星 数 和 接 收 机 使 用 的 通 道 数 无 关 。( x )观测作业的主要任务是捕获 GPS 卫星信号，并对其进行跟踪、处理和量测，以获得所需要的定位

16、信息和观测数据。( V )20世纪 50年代末期，美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统， 叫做子午卫星导航系统。( V )计量原子时的时钟称为原子钟，常用的有铯原子钟、 铷原子 钟 和 氢 原 子 钟 三 种 ， 国 际 上 是 以 铷 原 子 钟 为 基 准 的 。( x )载波相位测量法定位是利用全球定位系统进行低精度测量及 导航的最基本方法。它的优点是速度快、无多值性问题，利用增加观 测 时 间 可 以 提 高 定 位 精 度 ， 足 以 满 足 部 分 用 户 的 需 要。( x )在接收机和卫星间求二次差， 可消去两测站接收机的相对钟差 改正。在实践中应用甚广。

17、( V )当利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时， 可以有效的减弱电离层折射的影响，即使不对电离层折射进行改正， 对基线成果的影响一般也不会超过 1ppm,所以在短基线上用单频接收 机 也 能 获 得 很 好 的 定 位 结 果 。(V)图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误差 之外的一个量。其值恒大于 1，最大值可达 100，其大小随时间和测站位置而变 TOC o 1-5 h z 化。在GPS测量中，希望DOP越小越好。（X ）对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以相临点间弦长的标准差来表示。（V ）在一个观测

18、时段要几次更换跟踪的卫星。我们将时段中任一卫星有效观测时间符合要求的卫星，称为有效观测卫星。（ V ）GPS网与地面网的联测点最少应有两个。其中一个作为 GPS在地面网坐标系内的定位起算点，两个点间的方位和距离作为 GPS网在地面坐标系内定向、 长度的起算数据。（ V ）由于 GPS 网的平差及精度评定，主要是由不同时段观测的基线组成异 步闭合环的多少及闭合差大小所决定的， 与基线边长度和其间所夹角度有关， 所 以异步网的网形结构与多余观测密切相关。（ X ）三、名词、概念解释A4. 亠 L参考站答：在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个 测站上，一直保持跟踪卫星，其余接收机

19、在这些测站的一定范围内流动站 作业，这些固定测站就称为参考站。主控站的作用答：主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算、传播等设备，其主要作用为： （ 1）收集数据； （ 2）数据处理；（ 3）监测与协调； （ 4）控制卫星。区域性GPS大地控制网答：区域GPS大地控制网是指国家 C、D、E级GPS网或专门为工 程项目布测的工程GPS网。同步观测环答；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。GPS卫星的导航电文答：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括：卫星 星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及C/A码转换到捕捉P码的信息。1广播星

20、历：答：卫星将地面监测站注入的有关卫星运行轨道的信息， 通过发射导航电文 传递给用户， 用户接收到这些信号进行解码即可获得所需要的卫星星历， 这种星 历就是广播星历。黄道： 答：地球绕太阳公转的轨道平面称为黄道面，它与天球相交的大圆称为 黄道。它就是当地球绕太阳公转时，观测者所看到的太阳在天球上运动的轨 迹。原子时：答：1967 年国际计量委员会决定采用铯原子零场在基态的两个超精细能 级结构间跃迁辐射频率 9192631770 个周期的时间间隔为 1 秒，这样长度的 秒，定义为原子时秒，以此为基准的时间系统，称为原子时。静态定位：答：如果在定位时，接收机的天线在跟踪 GPS卫星过程中，位置处于

21、固 定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。伪距：答：GPS定位采用的是被动式单程测距。它的信号发射时刻是由卫星钟 确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距 离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。UTo世界时：答： 是 1955 年以前各国所使用的一种世界时形式，它是利用天文测量 的方法直接对天体观测得到的，其基准是观测台站的瞬时子午圈，所以它既 包含了地球自转速度不均匀的影响，也包含了极移的影响。星历误差：答： 实际上就是卫星位置的确定误差。星历误差是一种起始数据误差， 其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道

22、计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。黄极：答：过天球中心垂直于黄道面的直线与天球的交点称为黄极。被动式测距：答：发射站在规定的时刻内准确地发出信号，用户则根据自己的时钟记 录信号到达的时间，根据这一时差：t求得单程距离。由于用户只需被动的 接收信号，故将这种测距方式称为被动式测距。导航电文：答：主要包括卫星星历、时钟改正、电离层延时改正、工作状态和C/A码转换到捕获P码的信息。世界时：答：是以平太阳时为基准的。它基于假想的平太阳，是从经度为 0的格林 尼治子午圈起算的一种地方时，这种地方时属于包含格林尼治的零时区， 所以称 为世界时。2导航电文：答：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和

23、导航的数据基础。它主要包 括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及 C/A码转 换到捕捉P码的信息。卫星射电干涉测量：答：利用GPS卫星射电信号具有白噪声的特性，由两个测站同时观测一颗 GPS卫星，通过测量这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差，可以求得站间距离。多路径效应：答：接收机天线在直接收到卫星信号的同时， 还可能收到经天线周围地物反 射的卫星信号，两种信号叠加就会引起测量参考点的位置变化， 这种由于多路径 的信号传播所引起的干涉时延效应称作多路径效应。观测时段：答：测站上开始接收卫星信号到停止接收， 连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段SA 技术：答：其主要内容是

24、：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点卫星）的位置精度大为降低； （2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。2.4- -Fzp参考站答：在一定的观测时间内， 一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上， 一直保持跟踪卫星， 其余接收机在这些测站的一定范围内流动站作业， 这些固定 测站就称为参考站。同步观测环答；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。原子时：答： 1967 年国际计量委员会决定采用铯原子零场在基态的两个超精细能级 结构间跃迁辐射频率 9192631770个周期的时间间隔为 1 秒，这样长度的秒，定 义

25、为原子时秒，以此为基准的时间系统，称为原子时。世界时 答：是以平太阳时为基准的。它基于假想的平太阳，是从经度为 0的格林尼治 子午圈起算的一种地方时， 这种地方时属于包含格林尼治的零时区， 所以称为世 界时。四、简答题如何减弱多路径误差答：多路径误差不仅与反射系数有关， 也和反射物离测站的距离及卫星信号 方向有关， 无法建立准确的误差改正模型， 只能恰当地选择站址， 避开信号反射 物。例如：（1）选设点位时应远离平静的水面，地面有草丛、农作物等植被时能 较好吸收微波信号的能量，反射较弱，是较好的站址。 （2）测站不宜选在山坡、 山谷和盆地中。（3）测站附近不应有高层建筑物， 观测时也不要在测站

26、附近停放 汽车。简述电离层的概念及其影响50km 至答：所谓电离层，系指地球上空大气圈的上层，距离地面高度在1000km 之间的大气层。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线作用， 产生强烈的电离，形成大量的自由电子和正离子。当 GPS 信号通过电离层时， 如同其它电磁波一样， 信号的路径会发生弯曲， 传播速度会发生变化。 此时再用 光速乘上信号传播时间就不会等于卫星至接收机的实际距离。对于 GPS 信号， 这种距离差在天顶方向最大可达 50m,在接近地平方向时可达150 m。可见它对 观测量的精度影响较大，必须采取有效措施削弱它的影响。3试述 WGS84 坐标系的几何定义答：坐标系的原

27、点是地球的质心, Z 轴指向 BIH1984.0 定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和 CTP赤道的交点，丫轴和Z、 X 轴构成右手坐标系。GPS 技术设计中应考虑的因素有哪些？ 答：技术设计主要是根据上级主管部门下达的测量任务书和 GPS 测量规范来进行的。 它的总的原则是， 在满足用户要求的情况下， 尽可能减少物 资、人力和时间的消耗。在工作过程中，要考虑下面一些因素： （1）测站因 素；（ 2）卫星因素；（ 3）仪器因素；（ 4）后勤因素。简述“伽利略”计划。答：计划分成四个阶段：论证阶段，时间为 2000 年；系统研制和在轨 确认阶段，包括研制卫星及

28、地面设施， 系统在轨确认， 时间为 2001 年至 2005 年；星座布设阶段，包括制造和发射卫星，地面设施建设并投入使用，时间 为 2006年至 2007年；运营阶段，从 2008年开始。什么是相对论效应？答：GPS卫星在高20200km的轨道上运行，卫星钟受狭义相对论效应和 广义相对论效应的影响， 其频率与地面静止钟相比， 将发生频率偏移， 这是 精密定位中必须顾及的一种误差影响因素。简述卫星射电干涉测量的原理。答：利用GPS卫星射电信号具有白噪声的特性，由两个测站同时观测一 颗GPS卫星，通过测量这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差，可以求 得站间距离。试说明载波相位观测值的组成部分。

29、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延迟的整周数N。，和从某一起始时刻至观测时刻之间载波相位 变化的整周数Int（），以及接收机所能测定的载波相位差非整周的小数部分Fr（）1.简述卫星大地测量的作用。答：卫星大地测量的作用分为如下几方面：（1）精确测定地面点地心（质心）坐标系内的坐标，从而能够将全球大 地网连成整体，建成全球统一的大地测量坐标系统。（2）精确测量地球的大小和形状、地球外部引力场、地极运动、大陆板 块间的相对运动以及大地水准面的形状，为大地测量和其他科学技术服务。（3）广泛地应用于空中和海上导航，地质矿产勘探及军事等方面。简述美国海军导航卫星系

30、统的建立。答：美国海军导航卫星系统（NNS$是美国第一代卫星导航系统，由于该系统卫星轨道都通过地球极点，故也称“子午（Tran sit ）卫星系统”，该 系统于1964年建成，1967年7月该系统解密，提供民用，它的投入使用， 充分显示了利用人造地球卫星进行导航定位的优越性。该系统由三部分（即空间部分、地面监控部分和用户部分）组成。3简述GPS定位技术相对于常规测量技术的优点。答：（1）选点灵活，无需通视；（2）精度提高，耗费降低；（3）操作简 便，效益增加；（4）全天候作业，变被动为主动。4简述GPS卫星的主要作用。答：GPS卫星的主要作用有三方面：（1）接收地面注入站发送的导航电文和其它信号；（2）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；（3）连续地向广大用户发送GPS导航定位信号，并用电文的形式提供 卫星自身的现势位置与其它