GPS测量原理与应用-复习参考.doc

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1、1、GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户部分——GPS接收机。2、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个近似圆形轨道上。3、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。4、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系。5、GPS系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的GPS时间系统。6、GPS卫星星历分为预报星历(广播星历)和后处理星历（精密星历）。7、GPS接收机依据其用途可分为：导航型接收机、测地（量）型接收机和授时型接收机。8、在GP

2、S定位工作中，由于某种原因，如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，这种现象称为整周跳变（周跳）9、根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有：点连式、边连式、网连式和边点混合连接四种基本方式。选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。10、卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系，一般取地球质心为坐标系原点。11、我国目前常采用的两个国家坐标系是1954年北京坐标系和1980年国家大地坐标系。12、GPS接收机的天线类型主要有：单板天线；四螺旋形天线；微

3、带天线和锥形天线。13、GPS接收机主要由GPS接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源三部分组成。14、单站差分按基准站发送信息的方式来分，可分为、位置差分伪距差分和载波相位差分。15、与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差。16、GPS的数据处理基本流程包括数据采集、数据传输、数据预处理、基线结算、GPS网平差。17、GPS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。18、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-119、双频接收机可以同时接收L1和L2信号，

4、利用双频技术可以消除或减弱对流层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。二、名词解释（每题3分，共18分）1.伪距：就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值，因此，称量侧距离的伪距。2.GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。3.观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段称为观测时段，简

5、称时段。4.同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。5.后处理星历：一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪占所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算三、简答（每题6分，共36）1.简述GPS系统的特点1)定位精度高（1分）2)观测时间短（1分）3)测站间无需通视（1分）4)可提供三维坐标（1分）5)操作简便（0.5分）6)全天候作业（1分）7)功能多，应用广（0.5分）8)回答：全能性、全球性、连续性和实时性的也各1分。2.简述接收机的主要任务。当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能

6、够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行（2分）；对所接收到的GPS信号，具有变换、放大和处理的功能（2分）；测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间（2分）。3．简述无摄运动中开普勒轨道参数。轨道椭圆的长半径；（a）（1分）轨道椭圆偏心率（e）（或轨道椭圆的短半径）；（1分）卫星的真近点角；（V）（1分）升交点赤经；（Ω）（1分）轨道面倾角；（i）（1分）近地点角距。（ω）（1分）5.减弱电离层影响的措施。利用双频观测;（2分）利

7、用电离层改正模型加以改正;（2分）利用同步观测值求差。（2分）6.简述快速静态定位的作业方式。在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星(3分)；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟(3分)。四、论述（共23分）1.什么是伪距单点定位？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？（13分）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。（5分）由于进行伪距单点定位时，每颗卫星的伪距

8、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。（4分）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