武汉大学测绘学院

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1、武汉大学测绘学院2005—2006学年度第二学期期末考试《GPS原理及其应用》课程试卷A标准答案一、填空题1.目前正在运行的全球卫星导航定位系统有GPS和GLONASS。我国组建的第一代卫星导航定位系统称为北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GALILEO。2.GPS卫星发送的信号是由载波、测距码、导航电文三部分组成的。3.2000年5月初美国政府中止了已实施多年的SA政策。4.L1载波的波长约为19厘米，L2载波的波长约为24厘米。5.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、卫星钟差、相对论效应；跟

2、信号传播有关的误差有电离层延迟误差、对流层延迟误差、多路径误差；跟接收机有关的误差有接收机钟差、接收机的位置误差、接收机的测量噪声。6.单站差分GPS按基准站发送的信息方式来分，可分为位置差分、伪距差分、相位差分。7.对流层延迟改正模型中的大气折射指数N与温度、气压、湿度等因素有关。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3.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。

3、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。1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

4、。错10.电离层延迟改正中用到的总电子含量与高程、地方时、太阳活动程度等有关。对三、简答题1.什么是宽巷观测值？如何利用宽巷观测值？（4分）答：宽巷观测值widelaneϕs14−s23为两个不同频率的载波(L1,L2)相位观测值间的一种线性组合，即1widelaneLLϕs23ϕ981.−s23=−s23。其对应的频率为12347.82MHzwidelaneLLfff−s23=−，对应的波长为86.19cmwide-laneλ=，对应的整周模糊度为1widelaneLLNN−=−s23。由于宽巷观测值的波长达86cm，利用它可以很容易准确确定

5、其整周模糊度，进而准确确定N1和N2。2.什么是伪距单点定位？说明用户在使用GPS接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少4颗GPS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，即需要同时观测至少4颗GPS卫星。3.根据下

6、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。同时借助该图解释什么是整周跳变和整周未知数？答：绘图如下：2对于第一个历元观测时刻（t0时刻），载波相位观测中，00NFrϕs23=+%，实际观测值是。0(Fr不足一整周的波长)对于后续的某一个历元观测时刻（ti时刻），载波相位观测中，0()iiiNFrIntϕs23φ=++%，实际观测值是和。iFr（不足一整周的波长）()iIntφ（整周计数）从图中可知：整周计数()iIntφ为t0时刻到ti时刻用计数器累计下来的差频信号的整周数。观测时由于某种原因而引起累积工作中断，则当信号

7、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NΔ()Intφ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。0N0N0N四、问答题N0Fr0N0Int()ϕs12iFrit0ti31.根据下面表一中第一代卫星导航系统－子午卫星导航系统（TRANSIT系统）和第二代卫星导航系统－GPS系统的相关系统参数，说明子午卫星导航系统的局限性和GPS系统的优越性？（15分）表一参

8、数TRANSIT系统NAVSTARGPS系统中的卫星数621＋3轨道平面数66轨道倾角90°55°轨道高度1075km20180km轨道周期（恒星时）