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《GPS测量技术与应用》综合测试试卷C卷答案



《GPS 测量技术与应用》综合测试试卷 C 卷答案 测量技术与应用》 技术与应用
题号 得分 一 二 三 四 五 总成绩

一,填空(每空 1 分,共 20 分)

得分

1. GPS 定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起 算数据,采取 空间距离后方交会 的方法,确定待定点的空间位置.

/>
2. 我国自行建立第一代卫星导航定位系统 "北斗导航系统"是全天 候,全天时提供卫星导航信息的区域导航系统,它由两颗工作卫星和一颗 备份星组成了完整的卫星导航定位系统. 3. 由于地球内部和外部的动力学因素,地球极点在地球表面上的位 置随时间而变化, 这种现象叫 极移 . 随时间而变化的极点叫瞬时极, 平极 .

某一时期瞬时极的平均位置叫平地极,简称

4. 就整个地球空间而言,参心坐标系的不足之处主要表现在:它不 适合 建立全球统一坐标系的要求 ,它不便于 研究全球重力场 ,

平,高控制网分离,破坏了空间点三维坐标完整性. 5. GPS 信号接收机,按用途的不同,可分为 授时型等三种. 6. 数据码即导航电文,它包含着卫星的星历,卫星 时间系统, 卫星钟 码捕获 P 码的信息等. 7. 动态定位是用 GPS 信号 实时 地测得运动载体的位置.按照接 工作状态 , 导航 型,测地型和

运行状态,轨道摄动改正,大气折射改正,由 C/A

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收机载体的运行速度,又将动态定位分成低动态,中等动态,高动态三种形式. 8. 单点定位就是独立确定待定点在坐标系统中的绝对位置, 其定位结 果属于 WGS-84 坐标系统.

9. 考虑到 GPS 定位时的误差源,常用的差分法有如下三种:在接收 机间求一次差;在接收机和卫星间求二次差;在接收机,卫星和 历元间 求三次差. 地球重力场 的引力是最重要 观测

10.在对卫星所有的作用力中,

的.如果将它的引力视为 1,则其它作用力均小于 10-5. 11. 在进行 GPS 测量时,观测量中存在着系统误差和偶然误差.其 中 系统 误差影响尤其显著. 高,

12. GPS 网一般是求得测站点的三维坐标,其中高程为 大地 而实际应用的高程系统为 正常 高系统. 图形强度

13. GPS 定位精度同卫星与测站构成的 步跟踪的卫星数和接收机使用的通道数有关. 14. 天线的定向标志线应指向 正北

有关,与能同

.其中 A 与 B 级在顾及当

地磁偏角修正后,定向误差不应大于±5°.天线底盘上的圆水准气泡必 须居中. 15. 利用双频技术可以消除或减弱 电离层 折射对观测量的影响,

基线长度不受限制,所以定位精度和作业效率较高.

二,名词解释:(每小题 2 分,共 20 分)
1.广播星历: 答:卫星将地面监测站注入的有关卫星运行轨道的信息,通过发射导 航电文传递给用户,用户接收到这些信号进行解码即可获得所需要的卫星 星历,这种星历就是广播星历. 2. 黄道: 答:地球绕太阳公转的轨道平面称为黄道面,它与天球相交的大圆称 为黄道.它就是当地球绕太阳公转时,观测者所看到的太阳在天球上运动
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的轨迹. 3.原子时: 答:1967 年国际计量委员会决定采用铯原子零场在基态的两个超精细能级结 构间跃迁辐射频率 9192631770 个周期的时间间隔为 1 秒,这样长度的秒,定义为 原子时秒,以此为基准的时间系统,称为原子时. 4.静态定位: 答:如果在定位时,接收机的天线在跟踪 GPS 卫星过程中,位置处于固定不 动的静止状态,这种定位方式称为静态定位. 5. 伪距: 答:GPS 定位采用的是被动式单程测距.它的信号发射时刻是由卫星钟确定 的,收到时刻则是由接收机钟确定的,这就在测定的卫星至接收机的距离中,不 可避免地包含着两台钟不同步的误差影响,所以称其为伪距. 6.UT0 世界时: 答:是 1955 年以前各国所使用的一种世界时形式,它是利用天文测量的方法 直接对天体观测得到的,其基准是观测台站的瞬时子午圈,所以它既包含了地球 自转速度不均匀的影响,也包含了极移的影响. 7.星历误差: 答:实际上就是卫星位置的确定误差.星历误差是一种起始数据误差,其大 小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布,观测值的数量及精度,轨道计算时 所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等. 8.黄极: 答:过天球中心垂直于黄道面的直线与天球的交点称为黄极. 9.被动式测距: 答:发射站在规定的时刻内准确地发出信号,用户则根据自己的时钟记录信 号到达的时间, 根据这一时差 t 求得单程距离 ρ . 由于用户只需被动的接收信号, 故将这种测距方式称为被动式测距.
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10.导航电文: 答:主要包括卫星星历,时钟改正,电离层延时改正,工作状态和 C/A 码转 换到捕获 P 码的信息.

三.简答:(每小题 4 分,共 20 分)
1. GPS 技术设计中应考虑的因素有哪些?

得分

答: 技术设计主要是根据上级主管部门下达的测量任务书和 GPS 测量规范来 进行的.它的总的原则是,在满足用户要求的情况下,尽可能减少物资,人力和 时间的消耗.在工作过程中,要考虑下面一些因素: (1)测站因素; (2)卫星因 素; (3)仪器因素; (4)后勤因素. 2. 简述"伽利略"计划. 答:计划分成四个阶段:论证阶段,时间为 2000 年;系统研制和在轨确认阶 段,包括研制卫星及地面设施,系统在轨确认,时间为 2001 年至 2005 年;星座 布设阶段,包括制造和发射卫星,地面设施建设并投入使用,时间为 2006 年至 2007 年;运营阶段,从 2008 年开始. 3. 什么是相对论效应? 答:GPS 卫星在高 20200km 的轨道上运行,卫星钟受狭义相对论效应和广义 相对论效应的影响,其频率与地面静止钟相比,将发生频率偏移,这是精密定位 中必须顾及的一种误差影响因素. 4. 简述卫星射电干涉测量的原理. 利用 GPS 卫星射电信号具有白噪声的特性, 由两个测站同时观测一颗 GPS 答: 卫星,通过测量这颗卫星的射电信号到达两个测站的时间差,可以求得站间距离. 5. 试说明载波相位观测值的组成部分. 答:完整的载波相位观测值是由三部分组成的:即载波相位在起始时刻沿传 播路径延迟的整周数 N 0 , 和从某一起始时刻至观测时刻之间载波相位变化的整周

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数 Int (φ ) ,以及接收机所能测定的载波相位差非整周的小数部分 Fr (φ ) .

四,分析和填图(20 分)

得分

1.根据 GPS 卫星的运行轨迹图,试分析和判断并找出其中四颗 GPS 卫星 的图形强度因子 GDOP 的空间分布, 使其由测站与四颗 GPS 卫星构成的六面 体的体积最大.

答:2,5,9,8 或 31,5,11,8 号卫星在以后的时间内与接收机可 构成的六面体的体积最大.7,22 号卫星已快到中心位置,而 13 号卫星正 在离开. 2.填写 GPS 信号接收系统的结构图,并将各部位连线的箭头标出:

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五,论述及分析题(20 分)
根据下列控制网的图形,用三台双频 GPS 接收机

得分

作业,相临点之间的距离约 1km,仪器迁移时间约 20~30 分钟,已知接收 机的使用序号和天线编号如下表,试编写 GPS 作业调度表. (20 分)

序 号 1 2 3

机 号 2919 2930 5306

①根据右图编写定位的先后次序,并根据考试当天的时间在相应位置 上写出 GPS 文件格式; ②根据下图 PDOP 值选择最佳的观测时段,填入 GPS 作业调度表中; ③根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写 GPS 作业调度 表;

PDOP 图 GPS 作业调度表

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时段 编号
0 1 2 3 4

观测时间

测站号/名 机号

测站号/名 机号
A2 2930 A2 2930 A4 2930 A4 2930 A1 2930

测站号/名 机号
A6 5306 A6 5306 A6 5306 A6 5306 A6 5306

8:10~8:40 8:50~9:20 9:30~10:00 10:10~10:40 10:10~10:40

A1 2919 A3 2919 A3 2919 A5 2919 A5 2919

考试时间为 2005 年 1 月 17 日,故 GPS 文件格式为: 第一个三角形 A1:29190170.dat A2:29300170.dat 第二个三角形 A3:29190171.dat A2:29300171.dat 第三个三角形 A3:29190172.dat A4:29300172.dat 第四个三角形 A5:29190173.dat A4:29300173.dat 第五个三角形 A5:29190174.dat A1:29300174.dat 注:除 4 时和 8 时左右外,观测时间可以任选.

A6:53060170.dat A6:53060171.dat A6:53060172.dat A6:53060173.dat A6:53060174.dat

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