空间定位技术及其应用A卷-含答案

第5页共5页一、填空题1、GPS卫星钟采用的是（原子）时，它是由主控站按照美国海军天文台[USNO]的协调世界时[UTC]进行调整的。在（1980）年1月6日零时对准，不随闰秒增加。2、目前正在运行和拟投入运行的全球卫星定位系统主要有（GPS）、（Glonass）、（Galileo）、(BDS[北斗]）。3、GPS卫星发送的信号是由(载波)、(测距码)、(数据码)三部分组成的。4、按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括(卫星星座)部分、(地面控制)部分和(用户设备)部分。5、为了研究卫星运动的规律，可以将卫星受到的作用力分为两类：(中心引力[非摄动力])和(非中心引力[摄动力])。6、GPS网技术设计的主要依据是(GPS测量规范)和(测量任务数)。7、在接收机间求一次差后可消除(与卫星有关的载波相位和钟差)参数，继续在卫星间求二次差后可消除(与接收机有关载波相位和钟差)参数，再在历元间求三次差后可消除(初始整周模糊度)参数。二、单选题1.在20世纪50年代我国建立的1954年北京坐标系是（）坐标系。A、地心坐标系B、球面坐标系C、参心坐标系D、天球坐标系答案：C2.AS政策是指（）。A.紧密定位服务B.标准定位服务C.选择可用性D.反电子欺骗答案：D3.双频接收机可以同时接收L1和L2信号，利用双频技术可以消除或减弱（）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、相对论效应答案：C4.GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波，在载波上调制有（）。A、P码和数据码B、C/A码、P码和数据码C、C/A和数据码D、C/A码、P码答案：A5.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、整周跳变B、相对论效应C、地球潮汐D、负荷潮答案：A6.实时差分定位一般有分为：位置实时差分、伪距实时差分和（）。 A、时间实时差分B、载波相位实时差分C、速度实时差分D、坐标实时差分答案：B三、问答题1、（名词解释）实测星历答案：它是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。它需要在一些已知精确位置的点上跟踪卫星来计算观测瞬间的卫星真实位置,从而获得准确可靠的精密星历。这种星历要在观测后1-2个星期才能得到,这对导航和动态定位无任何意义,但是在静态精密定位中具有重要作用。2、（名词解释）单点定位答案：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。3、（名词解释）天线平均相位中心偏差答案：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，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。4、（名词解释）导航电文答案：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。5、（名词解释）广域差分GPS答案：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。6、（名词解释）独立基线答案：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。对于N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线数为N－1.7、（名词解释）相对论效应答案：由于卫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4.45×10-10·f，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。8、什么叫载波相位测量？载波相位测量的实际观测值是什么？答案：①载波相位测量是利用GPS卫星发射的载波为测距信号，从而进行空间定位的一种测量方式。②测站对某一卫星的载波相位观测值由三部分组成：(1)初始整周未知数N0；(2)t0至ti时刻的整周记数Int（φ）；(3)小于一周的相位差Δφ(t)9、简要叙述卫星理想状态下的轨道参数，并绘制出示意图。答案：as为轨道的长半径，es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。s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。V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。10、什么叫多路径误差？在GPS测量中可采用哪些方法来消除或削弱多路径误差？答案：经测站附近的反射物反射后的卫星信号若进入GPS接收机就将与直接进入接收机的信号产生干涉，从而使观测值产生偏差，这就是所谓的多路径误差。解决方法有：(1)选择合适的站址，远离信号反射物；(2)选择合适的接收机（装抑径板、抑径圈，抑制反射信号等）；(3)适当延长观测时间；11、GPS网的图形布设通常有哪几种，各有何特点？答案：点连式：图形几何强度很弱，没有或极少有非同步图形闭合条件，一般不单独使用。边连式：网的几何强度较高有较多的复测边和非同步图形闭合条件。在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点连式大大增加。网连式：它的几何强度和可靠性指标是相当高的，但花费的经费和时间较多，一般仅适于较高精度的控制测量。边点混合连接：既能保证网的几何强度，提高网的可靠指标，又能减少外业工作量，降低成本，是一种较为理想的布网方法。星形连接：基线之间不构成任何闭合图形，故抗粗差能力极差。附合导线连接：形如导线结构式的GPS网，各独立边应组成封闭状，形成非同步图形，用以检核GPS点的可靠性。适用于精度较低的GPS布网。三角锁形连接：此连接形式适用于狭长地区的GPS布网，如铁路、公路及管线工程勘测。12、在多基准站RTK系统中，VRS技术（虚拟参考站技术）的工作原理是怎样的？答案：VRS（VirtualReferentSystem）技术，全称为虚拟参考站技术，是由HerbertLandau博士提出虚拟参考站系统理论，TrimbleVRS系统是一个集GNSS硬件、软件和网络通讯技术于一体的新型系统。①在VRS网络中，各固定参考站不直接向移动用户发送任何改正信息，而是将所有的原始数据通过数据通讯线发给控制中心。②同时，移动用户在工作前，先通过GSM的短信息功能向控制中心发送一个概略坐标，③控制中心收到这个位置信息后，根据用户位置，由计算机自动选择最佳的一组固定基准站，④根据这些站发来的信息，整体的改正GPS的轨道误差，电离层，对流层和大气折射引起的误差⑤将高精度的差分信号发给移动站。⑥这个差分信号的效果相当于在移动站旁边，生成一个虚拟的参考基站，从而解决了RTK作业距离上的限制问题，并保证了用户的精度。其实VRS技术就是利用各基准站的座标和实时观测数据解算该区域实时误差模型,然后对用一定的数学模型和流动站概略坐标,模拟出一个临近流动站的虚拟参考站的观测数据,然后建立观测方程解算,虚拟参考站到流动站间这一超短基线13、GPS系统有哪几部分组成，各部分作用是什么？答案：GPS系统由三个部分组成：空间部分（GPS卫星）、地面监控部分和用户部分。各部分作用如下：（1）GPS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）地面监控系统的主要功能是：跟踪GPS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）用户则用GPS接收机来测定从接收机至GPS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。14、列出必要公式来说明怎样利用双频观测值来消除电离层的误差（以伪距观测值为例）答案：①伪距观测值的电离层改正量或，其中A=