GPS原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)試題解析

1、1GPS 原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)題原理與應(yīng)用復(fù)習(xí)題GPSGPS 測量試卷測量試卷 A A 卷卷一、填空（每空一、填空（每空 0.50.5 分，共分，共 1010 分）分）1、GPS系統(tǒng)包括三大部分：空間部分一GPS衛(wèi)星星座；地面控制部分一地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶部分一GPS接收機(jī)。2、GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在-r-r. .r.r.-r-.-r-arwr6個近似圓形軌道上。3、GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。4、GPS衛(wèi)星位置采用WGS-84大地坐標(biāo)系。5、GPS系統(tǒng)中衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘均采用穩(wěn)定而連續(xù)的GPS時間系統(tǒng)。6、GPS

2、衛(wèi)星星歷分為預(yù)報.星歷（廣播星歷）和后處理星歷（精蜜星歷）7、GPS接收機(jī)依據(jù)其用途可分為：導(dǎo)航型接收機(jī)、測地（量）型接收機(jī)和授時型接收機(jī)。8、在GPS定位工作中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象稱為整周跳變（周跳）。9、根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有：點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式和邊點(diǎn)混合連接四種基本方式。選擇什么樣的組網(wǎng)，取決于工程所要求的精度、野外條件及GPS接收機(jī)臺數(shù)等因素。二二 、名詞解釋（每題、名詞解釋（每題 3 3 分，共分，共 1818 分）分）1 1、偽距：、偽距：就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)

3、GPS接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得出的量側(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及信號經(jīng)過電離層和對流層的延遲，量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到接收機(jī)的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。2 2、GPSGPS 相對定位：相對定位：是至少用兩臺GPS接收機(jī)，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機(jī)天線之間的相對位置。3 3、觀測時段觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段稱為觀測時段，簡稱時段。4 4、同步觀測環(huán)：、同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。5 5、后處理星歷：、后處理星歷：一些國家某些部門，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤占所獲得的對GPS衛(wèi)星

4、的精密觀測資料， 應(yīng)用與確定廣播星歷相似的方法而計(jì)算的衛(wèi)星星歷。 由于這種星歷是在事后向用戶提供的在其觀測時間內(nèi)的精密軌道信息，因此稱為后處理星歷。6 6、靜態(tài)定位：、靜態(tài)定位：如果在定位時，接收機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過程中，位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。三三 、簡答（每題、簡答（每題 6 6 分，共分，共 3636 分）分）1 1、簡述、簡述 GPSGPS 系統(tǒng)的特點(diǎn)。系統(tǒng)的特點(diǎn)。答：答：定位精度高；（1分）觀測時間短；（1分）測站間無需通視；（1分）可提供三維坐標(biāo)；（1分）操作簡便；（0.5分）全天候作業(yè)；（1分）功能多，應(yīng)用廣；（0.5分）（回答：全能性、全球性

5、、連續(xù)性和實(shí)時性的也各1分。）2 2、簡述接收機(jī)的主要任務(wù)。、簡述接收機(jī)的主要任務(wù)。答答：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行（2分）；對所接收到的GPS信號，具有變換、2放大和處理的功能（2分）；測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時地計(jì)算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間（2分）。3 3、簡述無攝運(yùn)動中開普勒軌道參數(shù)。、簡述無攝運(yùn)動中開普勒軌道參數(shù)。答：答：軌道橢圓的長半徑；（1分）軌道橢圓偏心率（或軌道橢圓的短半徑）；（1分）衛(wèi)星的真近點(diǎn)角；（1分）升交點(diǎn)赤經(jīng)；（1分）軌

6、道面傾角；（1分）近地點(diǎn)角距。（1分）4 4、簡述偽距定位觀測方程中劃橫線參數(shù)的含義。、簡述偽距定位觀測方程中劃橫線參數(shù)的含義。r（xj-X）+（YjY）+（ZjZ）：-c81= =匕匕+8pj+8pjeg式中，式中，j為衛(wèi)星數(shù)為衛(wèi)星數(shù), ,j= =1 |_|_SSS一一k122,3,2,3,答答：6t:接收機(jī)鐘差（1分）；pj:（對j號衛(wèi)星的）偽距觀測值（2分）；5pj、k16pj:分別為電離層延遲和對流層延遲的改正數(shù)（2分）；6tj:為衛(wèi)星鐘差（12分）。5 5、減弱電離層影響的措施。、減弱電離層影響的措施。答答: :利用雙頻觀測; （2分） 利用電離層改正模型加以改正; （2分） 利用同

7、步觀測值求差。（2分）6 6、簡述快速靜態(tài)定位的作業(yè)方式簡述快速靜態(tài)定位的作業(yè)方式。答答: :在測區(qū)中部選擇一個基準(zhǔn)站，并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星（3分）；另一臺接收機(jī)依次到各點(diǎn)流動設(shè)站，每點(diǎn)觀測數(shù)分鐘（3分）。四四 、論述（共、論述（共 2323 分）分）1 1、什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用 GPSGPS 接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，為何需要為何需要同時觀測至少同時觀測至少 4 4 顆顆 GPSGPS 衛(wèi)星？（衛(wèi)星？（1313 分）分）答答:根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺GPS接收機(jī)的偽距測量觀測值來直接獨(dú)立確定用戶接收機(jī)天

8、線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)的方法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對定位。（5分）由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，每顆衛(wèi)星的偽距測量觀測值中都包含有接收機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測量觀測值很不準(zhǔn)確。（4分）需要將接收機(jī)鐘差作為一個未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中， 再加上坐標(biāo)三個未知數(shù)， 所以至少需要4個偽距觀測值，即需要同時觀測至少4顆GPS衛(wèi)星。（4分）2 2、什么是多路徑誤差、什么是多路徑誤差? ?試述消弱多路徑誤差的方法。（試述消弱多路徑誤差的方法。（1010 分）分）答答：在GPS測量中，如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號進(jìn)入接收機(jī)天線，這就和直接來自衛(wèi)星的信號產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值，產(chǎn)生多

9、路徑誤差。（5分）消弱多路徑誤差的方法消弱多路徑誤差的方法: :（1）選擇合適的站址a、測站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜地水面;（1分）b、測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中;（1分）c、測站應(yīng)離開高層建筑物.（1分）（2）對接收機(jī)天線的要求3a、在天線中設(shè)置抑徑板（1分）b、接收天線對于極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。（1分）五五 、綜合分析（共、綜合分析（共 1313 分）分）根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺天寶4800雙頻接收機(jī)作業(yè)，相鄰點(diǎn)的距離約1km,儀器遷移時間約20-30分鐘，已知接收機(jī)的使用序號和機(jī)號如下表，要求最少有三個同步觀測環(huán)，同步觀測時間為1小時。（1）編寫定位的先后次序（6

10、分）。（2）寫出三個同步觀測環(huán)和一個獨(dú)立環(huán)。（4分）（3）根據(jù)下圖PDOP值選擇每一個同步觀測環(huán)最佳的觀測時段。（3分）答答：（1）觀測時段1：A點(diǎn)（接收機(jī)1）、B點(diǎn)（接收機(jī)2）、D點(diǎn)（接收機(jī)3）（2分）觀測時段2：A點(diǎn)（接收機(jī)1）、B點(diǎn)（接收機(jī)2）、C點(diǎn)（接收機(jī)3）（2分）觀測時段3：B點(diǎn)（接收機(jī)2）、C點(diǎn)（接收機(jī)3）、D點(diǎn)（接收機(jī)1）（2分）（2）同步觀測環(huán)：觀測時段1的AB、BD、AD三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）觀測時段2的AB、BC、AC三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）觀測時段3的BC、CD、BD三邊所組成的閉合環(huán)；（1分）獨(dú)立環(huán)：觀測時段1的獨(dú)立邊AB、AD和觀測時段3的獨(dú)立邊BD三邊所

11、組成的閉合環(huán)；（1分）；（沒有明確寫明是獨(dú)立邊的酌情處理）（3）在這三個時間段內(nèi)選擇較好：觀測時段1：5：00-6：00（1分）觀測時段2：13：30：-14：30（1分）觀測時段3：18：00-19：00（1分）GPSGPS 測量試卷測量試卷 B B 卷卷一、填空（每空一、填空（每空 0.50.5 分，共分，共 1010 分）分）1、衛(wèi)星定位中常采用空間直角坐標(biāo)系及其相應(yīng)的大地坐標(biāo)系，一般取地球質(zhì)心為坐標(biāo)系原點(diǎn)。2、我國目前常采用的兩個國家坐標(biāo)系是1954年北京坐標(biāo)系和1980年國家大地坐標(biāo)系。3、GPS接收機(jī)的天線類型主要有：單板天線、四螺旋形天線、微帶天線和錐形1.1+14347-00+

12、14347-00度個T T1 1oOoO: :M0002M0002O O8 8oOoO888824245分鐘一次ywna407.txt5穎6.060分鐘計(jì)算完成00:0000:0024:00前一天|今天|Eg|自定義|機(jī)號匚291929305306I輕狀態(tài)4.03.02.1o.o11111111111111111111111nJ0123456789101112131415161718192021222324PDOPffi601標(biāo)定值5.0-時間:D間刻果時角數(shù)率數(shù)值時結(jié)區(qū)度度期止度道樣書星O OP P測算時經(jīng)緯日起高通采歷衛(wèi)PDPD觀計(jì)4f fAhL=rsjnL=rsjnLAhL=rsjnL=

13、rsjnL=rsjnL*=rsjnL*天線。4、GPS接收機(jī)主要由GPS接收機(jī)天線單元、GPS接收機(jī)主機(jī)單元和電源三部分組成。5、單站差分按基準(zhǔn)站發(fā)送信息的方式來分，可分為位置差分、偽距差分和載波相位差分。6、與信號傳播有關(guān)的誤差有電離層折射誤差、對流層折射誤差及多路徑效應(yīng)誤VMVWWVMVWWVMVWWVMVWWVMVWWVMVWWWVWWVWWWWWWWWWWWWWWW差。7、GPS的數(shù)據(jù)處理基本流程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、基線解算、. .irir-ir-irt-t-ir-irt-t-ir-irtrtr-ir-ir- -t tt tt tm mt tt tm mt tt trt

14、rtt tt tr rGPS網(wǎng)平差。8、GPS衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。9、對于N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-1。10、雙頻接收機(jī)可以同時接收L和L信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱對流12層折射對觀測量的影響，所以定位精度較高，基線長度不受限制，所以作業(yè)效率較高。二、名詞解釋（每題二、名詞解釋（每題 3 3 分，共分，共 1818 分）分）1 1、 WGS-84WGS-84 大地坐標(biāo)系大地坐標(biāo)系： 原點(diǎn)位于地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0定義的零子午面和CT

15、P赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。2 2、GPSGPS 絕對定位：絕對定位：也叫單點(diǎn)定位，即利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測值直接確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中相對坐標(biāo)系原點(diǎn)的決對位置.3 3、廣域差分：、廣域差分：基本思想是對GPS觀測量的誤差源加以區(qū)分，并單獨(dú)對每一種誤差源分別加以“模型化”，然后將計(jì)算的每一種誤差源的數(shù)值，通過數(shù)據(jù)鏈傳輸給用戶，以對用戶GPS定位誤差加以改正，達(dá)到削弱這些誤差源，改善用戶GPS定位精度的目的。4 4、 同步觀測同步觀測： 同步觀測:同步觀測是指兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時對一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測.5 5、異步觀測環(huán)：、異步觀測環(huán)：在構(gòu)成

16、多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該改多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)。6 6、整周跳變：、整周跳變：在定位過程中，衛(wèi)星信號可能被暫時阻擋，或受外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計(jì)數(shù)器無法累計(jì)計(jì)數(shù)，出現(xiàn)信號失鎖，使其后的相位觀測值均含有同樣的整周誤差，這種現(xiàn)象叫整周跳變，簡稱周跳。三、簡答（每題三、簡答（每題 6 6 分，共分，共 3636 分）分）1 1、簡述美國、簡述美國 GPSGPS 衛(wèi)星的主要參數(shù)。衛(wèi)星的主要參數(shù)。答：GPS系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星組成（2分），它們均勻分布在6相對與赤道的傾角為55的近似圓形軌道上，它們距地面的平均高度為20200

17、Km，運(yùn)行周期為11小時58分（2分）。載波頻率為1575.42MHz和1227.60MHz（2分）。2 2、簡述衛(wèi)星的受攝運(yùn)動及其主要攝動力。答：、簡述衛(wèi)星的受攝運(yùn)動及其主要攝動力。答：考慮了攝動力作用的衛(wèi)星運(yùn)動稱為衛(wèi)星的受攝運(yùn)動（2分）。主要的攝動力有：日月引力（1分）；地球潮汐作用力（1分）；太陽輻射壓力（1分）；大氣阻力（1分）。3 3、簡述動態(tài)定位的作業(yè)方法。、簡述動態(tài)定位的作業(yè)方法。答答：建立一個基準(zhǔn)站安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星（2分）；流動站接收機(jī)先在出5發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測數(shù)分鐘，然后流動站接收機(jī)從出發(fā)點(diǎn)開始連續(xù)運(yùn)動（2分）；按指定的時間和間隔自動測定運(yùn)動載體的實(shí)體位置（2分）。

18、4 4、如何減弱、如何減弱 GPSGPS 接收機(jī)鐘差。接收機(jī)鐘差。答答： 把每個觀測時刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個獨(dú)立的未知數(shù)， 在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解。（2分）認(rèn)為各觀測時刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，像衛(wèi)星鐘那樣，將接收機(jī)鐘差表示為時間多項(xiàng)式， 并在觀測量的平差計(jì)算中求解多項(xiàng)式的系數(shù)。 此法可大大減少未知數(shù)，其成功與否關(guān)鍵在與鐘誤差模型的有效程度。（2分）通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。（2分）5 5、試說明載波相位觀測值的組成部分試說明載波相位觀測值的組成部分。答答：完整的載波相位觀測值是由三部分組成的：即載波相位在起始時刻沿傳播路徑延遲的整周數(shù)No（2分），和從某一起始時

19、刻至觀測時刻之間載波相位變化的整周數(shù)加3）（2分），以及接收機(jī)所能測定的載波相位差非整周的小數(shù)部分Fr（）（2分）。6 6、簡述、簡述 GPSGPS 衛(wèi)星的主要作用。答：衛(wèi)星的主要作用。答：接收地面注入站發(fā)送的導(dǎo)航電文和其它信號；（2分）接收地面主控站的命令，修正其在軌運(yùn)行偏差及啟用備件等；（2分）連續(xù)地向廣大用戶發(fā)送GPS導(dǎo)航定位信號， 并用電文的形式提供衛(wèi)星自身的現(xiàn)勢位置與其它在軌衛(wèi)星的概略位置，以便用戶接收使用。（2分）四、論述（每題四、論述（每題 1010 分，共分，共 2020 分）分）1 1、如何重建載波？其方法和作用如何？（、如何重建載波？其方法和作用如何？（1010 分）分）答

20、答：在GPS信號中由于已用相位調(diào)整的方法在載波上調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航電文，因而接收到的載波的相位已不在連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測量之前，首先要進(jìn)行解調(diào)工作，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波（3分）。重建載波一般可采用兩種方法：一是碼相關(guān)法，另一種是平方法（3分）。采用前者，用戶可同時提取測距信號和衛(wèi)星電文，但用戶必須知道測距碼的結(jié)構(gòu)；采用后者，用戶無須掌握測距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號而無法獲得測距碼和衛(wèi)星電文（4分）。2 2、GPSGPS 網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（1010 分）分）答：答：為了用戶的利益，GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下原則：（1）GPS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)視

21、其目的，作業(yè)時衛(wèi)星狀況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。（2分）（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個或若干個獨(dú)立觀測環(huán)，或者附合路線形式，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。（2分）（3）GPS網(wǎng)內(nèi)點(diǎn)與點(diǎn)之間雖不要求通視，但應(yīng)有利于按常規(guī)測量方法進(jìn)行加密控制時應(yīng)用。（2分）（4）可能條件下，新布設(shè)的GPS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測；新布設(shè)的GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與地面原有控制網(wǎng)點(diǎn)相聯(lián)接，聯(lián)接處的重合點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于三個，且分布均勻，以便可靠地確定GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。（2分）（5）GPS網(wǎng)點(diǎn)，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測高程。（2分）試卷試卷 C

22、C一、填空（每空0.5分，共20分）61.20世紀(jì)50年代末期，美國開始研制多普勒衛(wèi)星定位技術(shù)進(jìn)行測速、定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，叫做子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2. GPS全球定位系統(tǒng)具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時性的導(dǎo)航、定位和定時功能。能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間。3.GPSGPS 系統(tǒng)的空間部分由21顆工作衛(wèi)星及顆備用衛(wèi)星組成，它們均勻分布在6個軌道上，距地面的平均高度為20200km，運(yùn)行周期為11小時58分。4.美國國防部制圖局（DMA）于1984年發(fā)展了一種新的世界大地坐標(biāo)系，稱之為美國國防部1984年世界大地坐標(biāo)系，簡稱WGS845.當(dāng)使用兩臺或兩臺以上的接收機(jī)，同時對

23、同一組衛(wèi)星所進(jìn)行的觀測稱為同步觀測6.在對衛(wèi)星所有的作用力中，地球重力場的引力是最重要的。如果將它的引力視為1，則其它作用力均小于10-57在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫整周跳變8.按照規(guī)范規(guī)定，我國GPS測量按其精度依次劃分為AA、A、B、C、D、E六級，其中D級網(wǎng)的相鄰點(diǎn)之間的平均距離為105km，最大距離上km。9. GPS工作衛(wèi)星的地面監(jiān)控系統(tǒng)包括一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站。10.對于衛(wèi)星精密定位來說， 只考慮地球質(zhì)心引力來計(jì)算衛(wèi)星的運(yùn)動狀態(tài)是不能滿足精度要求的。必須考慮地球引力場攝動力、日

24、月攝動力、大氣阻力、光壓攝動力、潮汐攝動力對衛(wèi)星運(yùn)動狀態(tài)的影響。11.當(dāng)GPS信號通過電離層時，信號的路徑會發(fā)生彎曲，傳播速度會發(fā)生變化。這種距離改正在天頂方向最大可達(dá)_50m，在接近地平線方向可達(dá)150m。12.在GPS測量定位中，與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要有接收機(jī)鐘誤差、接收機(jī)位置誤差、天線相位中心位置誤差和幾何圖形強(qiáng)度誤差等13.按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)包括空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶接收部分。二、單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）1.雙頻接收機(jī)可以同時接收L和L信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱12（C）對觀測量的影響，所以定位精度較高，基線長度不受限制，所以作業(yè)效率較

25、高。A、對流層折射B、多路徑誤差C、電離層折射D、相對論效應(yīng)72. GPS衛(wèi)星信號取無線電波中L波段的兩種不同頻率的電磁波作為載波， 在載波L上調(diào)制有（A）。2A、P碼和數(shù)據(jù)碼B、C/A碼、P碼和數(shù)據(jù)碼C、C/A和數(shù)據(jù)碼D、C/A碼、P碼3.在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計(jì)數(shù)器無法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫（A）。A、整周跳變B、相對論效應(yīng)C、地球潮汐D、負(fù)荷潮4.我國自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”是全天候、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由（B）組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。A、兩顆工作衛(wèi)星B、兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份

26、星C、三顆工作衛(wèi)星D、三顆工作衛(wèi)星和一顆備份星5.衛(wèi)星鐘采用的是GPS時，它是由主控站按照美國海軍天文臺（USNO）的（D）進(jìn)行調(diào)整的。在1980年1月6日零時對準(zhǔn)，不隨閏秒增加。A、世界時（UTO）B、世界時（UT1）C、世界時（UT2）D、協(xié)調(diào)世界時（UTC）6.在20世紀(jì)50年代我國建立的1954年北京坐標(biāo)系是（C）坐標(biāo)系。A、地心坐標(biāo)系B、球面坐標(biāo)系C、參心坐標(biāo)系D、天球坐標(biāo)系7.我國在1978年以后建立了1980年國家大地坐標(biāo)系，采用的是1975年國際大地測量與地球物理聯(lián)合會第十六屆大會的推薦值，其長半徑和扁率分別為（A）。A、a=6378140、a=1/298.257B、a=637

27、8245、a=1/298.3C、a=6378145、a=1/298.357D、a=6377245、a=1/298.08.我國西起東經(jīng)72，東至東經(jīng)135，共跨有（D）個時區(qū)，我國采用東8區(qū)的區(qū)時作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間。 稱作北京時間。A、2B、3C、4D、59.在進(jìn)行GPSRTK實(shí)時動態(tài)定位時，需要計(jì)算在開闊地帶流動站工作的最遠(yuǎn)距離，已知TRIMMRKII（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)天線的高度為9m,流動站天線的高度為2m,則流動站工作的最遠(yuǎn)距離為（A）。8A、18.72mB、16.72mC、18.61mD、16.61m10.基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)與TRIMMRK11（UHF）數(shù)據(jù)鏈無線電發(fā)射機(jī)之間的

28、數(shù)據(jù)傳輸波特率為（D）。A、4800B、9600C、19200D、38400三、名詞、概念解釋（15分）1.觀測時段答： 測站上開始接收衛(wèi)星信號到停止接收,連續(xù)觀測的時間間隔稱為觀測時段,簡稱時段。2.數(shù)據(jù)剔除率答；同一時段中,刪除的觀測值個數(shù)與獲取的觀測值總數(shù)的比值。3.實(shí)測星歷答： 是一些國家根據(jù)自己的衛(wèi)星跟蹤站觀測資料,經(jīng)過事后處理直接計(jì)算的衛(wèi)星星歷,它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來計(jì)算觀測瞬間的衛(wèi)星真實(shí)位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。這種星歷要在觀測后12個星期才能得到，對導(dǎo)航和動態(tài)定位毫無意義,但是在靜態(tài)精密定位中具有重要作用。4.偽距：答：GPS定位采用的是被動式單程測距

29、。它的信號發(fā)射時刻是由衛(wèi)星鐘確定的，收到時刻則是由接收機(jī)鐘確定的， 這就在測定的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中， 不可避免地包含著兩臺鐘不同步的誤差影響，所以稱其為偽距。5.黃道：6.答：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為黃道面，它與天球相交的大圓稱為黃道它就是當(dāng)?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時，觀測者所看到的太陽在天球上運(yùn)動的軌跡。四、簡答題（30分）1.如何減弱GPS接收機(jī)鐘差。（10分）答： 把每個觀測時刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個獨(dú)立的未知數(shù)， 在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解。2認(rèn)為各觀測時刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，像衛(wèi)星鐘那樣，將接收機(jī)鐘差表示為時間多項(xiàng)式，并在觀測量的平差計(jì)算中求解多項(xiàng)式的系數(shù)。此法可大大減少未

30、知數(shù)，其成功與否關(guān)鍵在與鐘誤差模型的有效程度。3通過在衛(wèi)星間求一次差來消除接收機(jī)的鐘差。2.簡述GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則。（10分）9答：為了用戶的利益，GPS網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)時應(yīng)遵循以下原則：（1）GPS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)視其目的，作業(yè)時衛(wèi)星狀況，預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行。（2）GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個或若干個獨(dú)立觀測環(huán)，或者附合路線形式，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。（3）GPS網(wǎng)內(nèi)點(diǎn)與點(diǎn)之間雖不要求通視，但應(yīng)有利于按常規(guī)測量方法進(jìn)行加密控制時應(yīng)用。（4）可能條件下，新布設(shè)的GPS網(wǎng)應(yīng)與附近已有的GPS點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測；新布設(shè)的GPS網(wǎng)點(diǎn)應(yīng)盡量與地面

31、原有控制網(wǎng)點(diǎn)相聯(lián)接，聯(lián)接處的重合點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于三個，且分布均勻，以便可靠地確定GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。（5）GPS網(wǎng)點(diǎn)，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測高程。3.如何重建載波？其方法和作用如何？（10分）答：在GPS信號中由于已用相位調(diào)整的方法在載波上調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航電文，因而接收到的載波的相位已不在連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測量之前，首先要進(jìn)行解調(diào)工作，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波。序號機(jī)號129192293035306根據(jù)右圖編寫定位的先后次序。根據(jù)下圖PDOP值選擇最佳的觀測時段，填入GPS作業(yè)調(diào)度表中。根據(jù)控制網(wǎng)的圖形的觀測順序和觀測時間填寫GPS作業(yè)調(diào)度表。0時段

32、， 接收機(jī)分別架設(shè)在1、2、3點(diǎn)；1時段， 將2點(diǎn)處的接收機(jī)遷至6點(diǎn)，其余兩臺接收機(jī)繼續(xù)觀測；2時段， 將1點(diǎn)處的接收機(jī)遷至3點(diǎn)，其余兩臺接收機(jī)繼續(xù)觀測；3時段， 將6點(diǎn)處的接收機(jī)遷至4點(diǎn)，其余兩臺接收機(jī)繼續(xù)觀測。3track：NotUsedIRRENT.EPH044-12Beijing18:00ite：10Minutesconsidered:1345614151617181920262728293031重建載波一般可采用兩種方法：一是碼相關(guān)法，另一種是平方法。采用前者用戶可同時提取測距信號和衛(wèi)星電文， 但用戶必須知道測距碼的結(jié)構(gòu)； 采用后者用戶無須掌握測距碼的結(jié)構(gòu)，但只能獲得載波信號而無法獲

33、得測距碼和衛(wèi)星電文。五、論述及分析題（25分）1.根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺天寶4800雙頻GPS接收機(jī)作業(yè)，相臨點(diǎn)之間的距離約1km,儀器遷移時間約2030分鐘，已知接收機(jī)的使用序號和天線編號如下表，試編寫GPS作業(yè)調(diào)度表。（20分）1345Time:Majortickmaiks=4Hours.(Sampling10Minutes)11GPS作業(yè)調(diào)度表時段編號觀測時間測站號/名測站號/名測站號/名機(jī)號機(jī)號機(jī)號08：108：4012329192930530618：509：2016329192930530628：509：2056329192930530638：509：2054329192930

34、530642.已知權(quán)系數(shù)陣為：HDOP、高程圖形強(qiáng)度因子VDOP、空間位置圖形強(qiáng)度因子PDOP、接收機(jī)位置圖形強(qiáng)度因子TDOP和幾何圖形強(qiáng)度因子GDOP的表達(dá)式。（5分）1平面位置的圖形強(qiáng)度因子HDOP=、q+q址1122高程圖形強(qiáng)度因子：VDOP=莎3空間位置的圖形強(qiáng)度因子:PDOP=-jq+q+q11224接收機(jī)位置圖形強(qiáng)度因子：TDOP 以5幾何圖形強(qiáng)度因子：GDOP=J?n+,：+?；+彳 44GPS 常用數(shù)據(jù)格式常用數(shù)據(jù)格式QXq11q21q31q41q12q22q32qq13q23q33qq14q24q34q44試從權(quán)系數(shù)陣中取出若干權(quán)系數(shù)元素，寫出平面位置圖形強(qiáng)度因子3312NM

35、EA0183標(biāo)準(zhǔn)語句1、GlobalPositioningSystemFixData（GGA）GPS定位信息$GPGGA,M,M,*hh$GPGGA,010101.130,3606.6834,N,12021.7778,E,1,07,1.2,32.00,M,*0CUTC時間，hhmmss（時分秒）格式緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸）緯度半球N（北半球）或S（南半球）經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸）經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）GPS狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量（0012）（前面的0也將被傳

36、輸）HDOP水平精度因子（0.599.9）海拔高度（-9999.999999.9）地球橢球面相對大地水準(zhǔn)面的高度差分時間（從最近一次接收到差分信號開始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空）差分站ID號00001023（前面的0也將被傳輸，如果不是差分定位將為空）2、GPSDOPandActiveSatellites（GSA）當(dāng)前衛(wèi)星信息$GPGSA,*hh$GPGSA,A,3,09,18,21,22,24,26,29,2.0,1.2,1.6*3E模式，M=手動，A=自動定位類型，1=沒有定位，2=2D定位，3=3D定位PRN碼（偽隨機(jī)噪聲碼），正在用于解算位置的衛(wèi)星號（0132，前面的0也將被傳輸）

37、。PDOP位置精度因子（0.599.9）HDOP水平精度因子（0.599.9）VDOP垂直精度因子（0.599.9）3、GPSSatellitesinView（GSV）可見衛(wèi)星信息$GPGSV,*hh$GPGSV,3,1,12,18,72,335,38,21,41,211,27,24,19,179,23,09,76,068,28*77$GPGSV,3,2,12,22,35,313,31,29,11,070,27,26,19,065,32,12,21*49$GPGSV,3,3,12,14,16,271,05,16,159,30,05,171,32,03,308,*7BGSV語句的總數(shù)本句GSV的

38、編號可見衛(wèi)星的總數(shù)（0012，前面的0也將被傳輸）PRN碼（偽隨機(jī)噪聲碼）（0132，前面的0也將被傳輸）衛(wèi)星仰角（0090度，前面的0也將被傳輸）衛(wèi)星方位角（000359度，前面的0也將被傳輸）信噪比（0099dB，沒有跟蹤到衛(wèi)星時為空，前面的0也將被傳輸）注：,信息將按照每顆衛(wèi)星進(jìn)行循環(huán)顯示，每條GSV語句最多可以顯示4顆衛(wèi)星的信息。其他衛(wèi)星信息將在下一序列的NMEA0183語句中輸出。4、RecommendedMinimumSpecificGPS/TRANSITData（RMC）推薦定位信息$GPRMC,*hh$GPRMC,010101.130,A,3606.6834,N,12021.7

39、778,E,0.0,238.3,010807,A*6C13UTC時間，hhmmss（時分秒）格式定位狀態(tài)，A=有效定位，=無效定位緯度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸）緯度半球N（北半球）或S（南半球）經(jīng)度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也將被傳輸）經(jīng)度半球E（東經(jīng)）或W（西經(jīng)）地面速率（000.0999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸）地面航向（000.0359.9度，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的0也將被傳輸）UTC日期，ddmmyy（日月年）格式磁偏角（000.0180.0度，前面的0也將被傳輸）磁偏角方向，E（東）或W（西）模式指示 （僅NMEA01833.00版本輸出

40、，A=自主定位，D=差分，E=估算,N=數(shù)據(jù)無效）如果某字段的數(shù)值沒有達(dá)到所定義的長度，將在前面添加0任何無效的數(shù)字將以下劃線”_”來代替。部分程序代碼(C+)1/初始化串口2入口:strComm(串口名)3返回:TRUE(成功);FALSE(失敗)4BOOLCGPSDlg:InitComm(CStringstrComm)56inti;7DCBdcb;8COMMTIMEOUTSTimeOuts;99for(i=0;i3;i+)串口最多初始化 3 次1011m_hComm=CreateFile(strComm,GENERIC_READGENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXIST

41、ING0,NULL);12if(m_hComm!=INVALID_HANDLE_VALUE)13break;1415if(i=3)串口初始化失敗1617AfxMessageBox(串口初始化失敗.)；18returnFALSE;19142122SetupComm(m_hComm,MAXLENGTH,MAXLENGTH);設(shè)置發(fā)送接收緩沖區(qū)大小23接收緩沖區(qū)3940returnTRUE;414242獲得 GPS 參數(shù)43注意:從 GPS 接收到的字符串已經(jīng)在 m_strRecv 中，由于是定時接收，所以在這個字符串的頭和尾都可能存在44/不完整的 NMEA 輸出字符串,在處理時要特別注意45返回

42、:TRUE(格式正確);FALSE(格式錯誤)46BOOLCGPSDlg:GetGPSParam()4748inti,j;49CStringstr,strNEMA;5150先判斷是否接收到數(shù)據(jù)51if(m_strRecv.IsEmpty()52returnFALSE;5553若字符串不是以$開頭的，必須刪掉這部分不完整的54if(m_strRecv0!=$)5556i=m_strRecv.Find(/n,0);57if(i=-1)24TimeOuts.ReadlntervalTimeout=0;設(shè)定 5 個超時參數(shù)2526TimeOuts.ReadTotalTimeoutMultiplier=

43、0;TimeOuts.ReadTotalTimeoutConstant=500;2728TimeOuts.WriteTotalTimeoutMultiplier=0;TimeOuts.WriteTotalTimeoutConstant=500;29SetCommTimeouts(m_hComm,&TimeOuts);設(shè)置超時參數(shù)303132GetCommState(m_hComm,&dcb);dcb.fAbortOnError=FALSE;33dcb.BaudRate=CBR_4800;3435363738dcb.ByteSize=8;dcb.Parity=NOPARITY;dcb.StopB

44、its=ONESTOPBIT;SetCommState(m_hComm,&dcb);PurgeComm(m_hComm,PURGE_TXCLEAR|PURGE_RXCLEAR);獲得通信狀態(tài)有錯誤不停止波特率 48008 位奇校驗(yàn)1 位停止位設(shè)置通信狀態(tài)清空發(fā)送和1558returnFALSE;尾部未接收完整，必須16等接收完后才能刪除62m_strRecv.Delete(0,i+1);/r/n 結(jié)束)，刪除不完整的部分 尾部已接收完整 （尾部為6364656667截取完整的 NMEA-0183 輸出語句（m_strRecv 中可能有多條語句，每條間以/r/n 分隔）for（;）686970i=m_strRecv.Find(/n,0);if(i=-1)break;所有的完整輸出語句都已經(jīng)處理完畢，退出循環(huán)7172截取完整的 NMEA-0183 輸出語句737475strNEMA=m_strRecv.Left(i