GPS测量原理与应用_复习试题

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1、第一章1GPS系统山三部分组成:空间部分、地血控制部分、用户设备部分2GPS的空间部分:GPS卫星星座(1)设计星座:21+3,即:21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星(2)6个轨道面,平均轨道高度20200km,轨道倾角55。(3)运行周期:llh58min(4)任何时亥lj,在高度角15。以上,能够同时观测到4颗以上卫星GPS卫星作用:①接收、存储导航电文②生成用于导航定位的信号(测距码、载波)。③发送用于导航定位的信号(采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文)。④接受地面指令,进行相应操作。⑤其他特殊用途,如通讯、监测核暴等3GPS的地面监控部分组成:主控站:1个、监测

2、站:5个、注入站:3个、通讯与辅助系统4GPS的用户部分组成:用户、接收设备(GPS信号接收机、其它仪器设备)第一早1坐标系统是rti原点位直、3个坐标轴的指向和尺度所定义,根据坐标轴指向的不同,可划分为两大类处标系:天球*标系和地球处标系。(1)天球坐标系:与地球自转无关,描述人造地球卫星的位置;(2)地球坐标系:随地球白转,描述地面观测站的空间位置2.(1)天球:指以地球为中心,无限的向天空伸展的一个球体。地轴延伸与天球有两个交点,北交点称为天北极,南交点称为天南极。(2)通过地心与黄道而(地球绕太阳公转的轨道平面)垂肓的轴线为黄轴,黄轴与天球的两个交点分别是北黄极和南黄极。(春分

3、点:即黄道与赤道的交点Z-o)(3)天球空间直角处标系的定义:地球质心O为坐标原点,Z轴指向天球北极,X轴指向春分点,Y轴垂直于XOZ平面,与X轴和Z轴构成右手处标系。则在此处标系下,空间点的位置由坐标(X,Y,Z)來描述。(4)天球球而坐标系的定义:地球质心O为坐标原点,春分点轴与天轴所在平面为天球经度(赤经)测量基准——基准子午面,赤道为天球纬度测量基准,而建立的球而处标。空问点的位置在天球坐标系下的表述为(r,a,$)。5地球坐标系(1)地球直角坐标系的定义:原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向地球赤道而与格林尼治子午圈的交点,Y轴在赤道平而里与XOZ构成右手处标系。

4、(2)地球大地坐标系的定义:地球椭球的中心与地球质心璽合,椭球的短轴与地球自转轴重合。空间点位置在该坐标系中表述为(L,B,H)。6卫星测量中常用处标系(1)瞬时极犬球坐标系与地球坐标系A瞬时极天球坐标系:原点位于地球质心,z轴指向瞬时地球自转方向(真天极),x轴指向瞬时春分点(真春分点),y轴按构成右手坐标系取向。B瞬时极地球坐标系:原点位于地球质心,z轴指向瞬时地球白转轴方向,x轴指向瞬时赤道面和包含瞬时地球自转轴与平均天文台赤道参考点的子午血的交点,y轴构成右手处标系取向1日月岁差与章动由于地球本身不均匀以及

5、_

6、、刀对地球的影响,使地轴在空间不断地抖动,这样导致犬轴绕着黄极在大

7、球上缓慢的运动。该运动町分解为长周期和短周期运动。长周期运动是2580()年绕黄极一周,使春分点产生每年约50.2秒的长期变化,称之为日月岁差;一系列短周期变化中幅值最大为9秒,周期为1&6年,短周期变化称为章动。2固定极天球坐标系——平天球坐标系选择某一历元时刻,以此瞬间的地球自转轴和春分点方向分别扣除此瞬间的章动值作为z轴和x轴指向,y轴按构成右手坐标系取向,建立天球坐标系——平犬球坐标系,坐标系原点与真天球处标系相同。瞬吋极天球朋标系与历元平天球处标系之间的朋标变换通过下而两次变换来实现9固定极地球坐标系——平地球坐标系极移:地球瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为地极移动,简称极

8、移。国际协定原点CIO:采用国际上5个纬度服务站的资料,以1900.00至1905.05年地球口转轴瞬时位置的平均位置作为地球的固定极称为国际协定原点CIOo(1)平地球处标系:取地球质心为处标原点,刁轴指向CIO,x轴指向协定赤道面与格林尼治子午线的交点,y轴在协定赤道面里,与xoz构成右手坐标系,构成平地球坐标系。10WGS-84大地处标系(1)WGS(WorldGeodeticSystem)-84的定义:原点在地球质心,Z轴指向BIH(国际时间局)1984.0定义的协议地球极(CTP-ConventionalTerrestrialPole)方向,X轴指向BIH1984.0的零度子

9、午而和CTP赤道的交点,Y轴和Z、X轴构成右手他标系。它是一个地固坐标系。(1)WGS-84椭球及其有关常数:WGS-84采用的椭球是国际人地测最与地球物理联合会笫17届大会大地测量常数推荐值,其四个基本参数:长半径、地球引力常数、正常化二阶带谐系数、地球口转角速度。12坐标系统之间的转换布尔沙-沃尔夫模型:七参数转换(7-PcirametcrTransformation)在该模型中共采用了7个参数,分別是3个平移参数TX、TY、TZ,3个旋转

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1、第一章1GPS系统山三部分组成:空间部分、地血控制部分、用户设备部分2GPS的空间部分:GPS卫星星座(1)设计星座:21+3,即:21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星(2)6个轨道面,平均轨道高度20200km,轨道倾角55。(3)运行周期:llh58min(4)任何时亥lj,在高度角15。以上,能够同时观测到4颗以上卫星GPS卫星作用:①接收、存储导航电文②生成用于导航定位的信号(测距码、载波)。③发送用于导航定位的信号(采用双相调制法调制在载波上的测距码和导航电文)。④接受地面指令,进行相应操作。⑤其他特殊用途,如通讯、监测核暴等3GPS的地面监控部分组成:主控站:1个、监测

2、站:5个、注入站:3个、通讯与辅助系统4GPS的用户部分组成:用户、接收设备(GPS信号接收机、其它仪器设备)第一早1坐标系统是rti原点位直、3个坐标轴的指向和尺度所定义,根据坐标轴指向的不同,可划分为两大类处标系:天球*标系和地球处标系。(1)天球坐标系:与地球自转无关,描述人造地球卫星的位置;(2)地球坐标系:随地球白转,描述地面观测站的空间位置2.(1)天球:指以地球为中心,无限的向天空伸展的一个球体。地轴延伸与天球有两个交点,北交点称为天北极,南交点称为天南极。(2)通过地心与黄道而(地球绕太阳公转的轨道平面)垂肓的轴线为黄轴,黄轴与天球的两个交点分别是北黄极和南黄极。(春分

3、点:即黄道与赤道的交点Z-o)(3)天球空间直角处标系的定义:地球质心O为坐标原点,Z轴指向天球北极,X轴指向春分点,Y轴垂直于XOZ平面,与X轴和Z轴构成右手处标系。则在此处标系下,空间点的位置由坐标(X,Y,Z)來描述。(4)天球球而坐标系的定义:地球质心O为坐标原点,春分点轴与天轴所在平面为天球经度(赤经)测量基准——基准子午面,赤道为天球纬度测量基准,而建立的球而处标。空问点的位置在天球坐标系下的表述为(r,a,$)。5地球坐标系(1)地球直角坐标系的定义:原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向地球赤道而与格林尼治子午圈的交点,Y轴在赤道平而里与XOZ构成右手处标系。

4、(2)地球大地坐标系的定义:地球椭球的中心与地球质心璽合,椭球的短轴与地球自转轴重合。空间点位置在该坐标系中表述为(L,B,H)。6卫星测量中常用处标系(1)瞬时极犬球坐标系与地球坐标系A瞬时极天球坐标系:原点位于地球质心,z轴指向瞬时地球自转方向(真天极),x轴指向瞬时春分点(真春分点),y轴按构成右手坐标系取向。B瞬时极地球坐标系:原点位于地球质心,z轴指向瞬时地球白转轴方向,x轴指向瞬时赤道面和包含瞬时地球自转轴与平均天文台赤道参考点的子午血的交点,y轴构成右手处标系取向1日月岁差与章动由于地球本身不均匀以及

5、_

6、、刀对地球的影响,使地轴在空间不断地抖动,这样导致犬轴绕着黄极在大

7、球上缓慢的运动。该运动町分解为长周期和短周期运动。长周期运动是2580()年绕黄极一周,使春分点产生每年约50.2秒的长期变化,称之为日月岁差;一系列短周期变化中幅值最大为9秒,周期为1&6年,短周期变化称为章动。2固定极天球坐标系——平天球坐标系选择某一历元时刻,以此瞬间的地球自转轴和春分点方向分别扣除此瞬间的章动值作为z轴和x轴指向,y轴按构成右手坐标系取向,建立天球坐标系——平犬球坐标系,坐标系原点与真天球处标系相同。瞬吋极天球朋标系与历元平天球处标系之间的朋标变换通过下而两次变换来实现9固定极地球坐标系——平地球坐标系极移:地球瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为地极移动,简称极

8、移。国际协定原点CIO:采用国际上5个纬度服务站的资料,以1900.00至1905.05年地球口转轴瞬时位置的平均位置作为地球的固定极称为国际协定原点CIOo(1)平地球处标系:取地球质心为处标原点,刁轴指向CIO,x轴指向协定赤道面与格林尼治子午线的交点,y轴在协定赤道面里,与xoz构成右手坐标系,构成平地球坐标系。10WGS-84大地处标系(1)WGS(WorldGeodeticSystem)-84的定义:原点在地球质心,Z轴指向BIH(国际时间局)1984.0定义的协议地球极(CTP-ConventionalTerrestrialPole)方向,X轴指向BIH1984.0的零度子

9、午而和CTP赤道的交点,Y轴和Z、X轴构成右手他标系。它是一个地固坐标系。(1)WGS-84椭球及其有关常数:WGS-84采用的椭球是国际人地测最与地球物理联合会笫17届大会大地测量常数推荐值,其四个基本参数:长半径、地球引力常数、正常化二阶带谐系数、地球口转角速度。12坐标系统之间的转换布尔沙-沃尔夫模型:七参数转换(7-PcirametcrTransformation)在该模型中共采用了7个参数,分別是3个平移参数TX、TY、TZ,3个旋转

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