GPS期末考试复习题

GPS定位系统有哪几部分组成的？各部分的作用是什么？

空间部分—GPS卫星及其星座：

（1）接收地面站发来的导航电文和其他信号；

（2）接收地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备；

（3）连续不断向地面发送GPS导航和定位信号。

地面控制部分—地面监控系统：

主控站：

（1）收集数据收集本站及各监测站获得的各种数据；

（2）处理数据处理收集的数据,按一定格式编制成导航电文；（3）监测协调控制和协调监测站、注入站和卫星的工作；（4）控制卫星修正卫星的运行轨道,发送启动备用设备指令。

监测站：接收卫星信号,为主控站提供卫星的观测数据。

注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

用户设备部分—GPS信号接收机：

捕获卫星信号,(计算出测站的三维位置,或三维速度和时间)达到导航和定位的目的。

简述GPS系统的特点？

定位精度高；观测时间短；测站间无需通视；可提供三维坐标；操作简便；全天候作业；功能多应用广。

开普勒轨道6参数分别是什么？各参数作用？

轨道椭圆长半径a，轨道椭圆第一偏心率e：a ,e 确定轨道椭圆形状和大小。升交点赤经Ω，轨道面倾角i：Ω, i 确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。近地点角距ω，ω确定轨道椭圆在轨道平面上的定向。真近点角V，v确定卫星在椭圆上瞬时位置。

何谓GPS卫星星历？

卫星星历，就是描述有关卫星轨道的信息。主要由一组对应某一时刻（参考星历）的轨道参数及其变率组成。

GPS卫星星历包括（预报星历）和（后处理星历）两种

试述GPS卫星信号的内容及其作用。

内容：GPS卫星播发的信号,包括载波、测距码(包括P码、C/A 码) 、数据码(导航电文)等多种信号分量,以满足用户导航、定位等需要。

作用：加载和传送码信号,.

0.。

GPS卫星信号由哪几部分组成？各部分包含什么内容？

由载波、测距码和导航电文三部分组成的。

测距码(包括P码、C/A 码)

导航电文(包括数据码）

载波（包括

L波、2L波）

1

（1）可运载调制信号的高频振荡波称为载波。GPS卫星所用的载波有两个：1L（11575.42zfMH ）和2L（21227.60zfMH ）；

2）测距码是用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码，包括C/A码和P码。

（3）导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码，也称数据码（D码）

简述C/A码和P码各自特点？

C/A码：码元宽度较大,码长较短,易于捕获。

P码：码元宽度较小,码长较长,不易捕获。

GPS接收机按不同标准分类有哪些？

按GPS接收机的用途分类：①导航型接收机②测量型接收机③授时型接收机

按GPS接收机的载波频率分类: ①单频接收机②双频接收机

按GPS接收机的通道数分类: ①多通道接收机②序贯通道接收机③多路复用通道接收机

按GPS接收机的工作原理分类: ①码相关型接收机②平方型接收机③混合型接收机④干涉型接收机

GPS定位方法的分类？

GPS定位方法: 根据待定点位的运动状态可分为静态定位和动态定位。按定位的模式不同，可分为绝对定位、相对定位和差分定位。

如何重建载波？其方法和作用如何？

在GPS信号中由于已用相位调整的方法在载波上调制了测距码和导航电文，因而接收到的载波的相位已不在连续，所以在进行载波相位测量之前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波。重建载波一般可采用两种方法：一是码相关法，另一种是平方法。采用前者，用户可同时提取测距信号和卫星电文，但用户必须知道测距码的结构；采用后者，用户无须掌握测距码的结构，但只能获得载波信号而无法获得测距码和卫星电文。GPS定位的基本原理？

测量学中的交会法测量里有一种测距交会确定点位的方法。与其相似，GPS的定位原理就是利用空间分布的卫星以及卫星与地面点的距离交会得出地面点位置。简言之，GPS定位原理是一种空间的距离交会原理。

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。

什么叫周跳，如何探测和修复周跳？

周跳（cycle clips）是指在GPS全球定位系统技术的载波相位测量中，由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断。

试述GPS单点定位原理。

单点定位（绝对定位）：是利用GPS卫星和用户接收机之间的距离测量值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标系原点——地球质心的绝对位置。又分为静态绝对定位和动态绝对定位。

伪距定位的基本原理？

在某一点上利用GPS 接收机同时测得接收机天线到至少四颗GPS卫星的伪距，然后利用已知的卫星位置坐标和所测得的伪距观测值采用距离交会的方法求出该点的三维坐标和接收机时间改正数。

载波相位定位的基本原理？

载波相位测量的管测量是GPS接收机所接受的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差

阐述单差、双差及三差的原理，说明各自的特点。

将直接观测值相减，所获得的结果被当做虚拟观测值，称为载波相位观测值的单差。

在载波相位测量的一次求差基础上继续求差所获得的结果被当成虚

拟观测值，称为双差。

对二次差继续求差称为三差。

（ 1）在接收机间求一次差：可以消除卫星钟差；接收机钟差参数数量减少，但并不能消除接收机钟差；卫星星历误差、电离层误差、对流层延迟等的影响也可得以减弱。

（ 2）在接收机和卫星间求二次差：卫星钟差被消去；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数较少用一般的计算机就可胜任数据处理工作。

（ 3）在卫星、接收机和历元间求三次差：在二次差的基础上进一步消去了整周模糊度参数，但这并没有多少实际意义；三差解是一种浮点解；三差方程的几何强度较差。一般在GPS测量中广泛采用双差固定解而不采用三差解，通常仅被当做较好的初始值，或用于解决整周跳变的探测与修复、整周模糊度的确定等问题。

何谓GPS观测时段、同步环、异步环。

观测时段：测站上开始接受卫星信号到观测停止,连续工作的时间段，简称时段。

同步环：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，称同步环。

异步环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。

简述RTK测量的基本思想。

RTK（实时动态测量）基本思想：是以载波相位观测量为基础的实时差分测量技术。在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见

GPS卫星进行连续的跟踪观测，同时将观测数据（载波相位观测值及基准站坐标等）利用无线电传输设备实时的传送给用户观测站。在用户观测站上利用GPS接收机对GPS卫星信号进行接收观测的同时，也通过无线电接收设备接收基准站传输过来的观测数据，然后根据相

对定位的原理，实时的计算并显示用户观测站的三维坐标及精度。

GPS误差来源都哪些？、

卫星部分，信号部分，信号接收，其他影响。

阐述GPS数据处理过程。

数据处理过程大致分为GPS测量数据的基线向量解算、GPS基线向量网平差以及GPS网平差或与地面网联合平差等几个阶段。

数据采集-数据传输-预处理-基线结算-GPS网平

GPS应用领域都有哪些？

（1）大地控制测量，（2）精密工程测量及变形监测。（3）航空摄影测量.（4）线路勘测及隧道贯通测量。（5）地形、地籍及房地产测量，（6）海洋测绘。（7）智能交通（8）地球动力学及地震研究，（9）气象信息，（10）航海航空导航，（11）农业、林业、旅游及野外考察

同步网间的连接方式有哪些？各自的特点及适应的情况？

1、点连接特点:连接效率高,当接收机数目较少(

2、3台),为推荐的连接方式;但图形强度较弱,极少有非同步闭合条件。2、边连接特点:比点连接效率低,但可靠性高, 在精确测量或接收机数较多(4台以上)时,主要连接方式。

3、网连接特点:强度和可靠性高,但效率较低,接收机需4台以上,高精度测量使用。

4、边点混合连接特点:灵活、可靠性好,是理想的布网观测方案。

GPS控制点的选取原则和网形设计原则分别是什么？

选点：

（1）点位应远离大功率的无线电发射台和高压输电线----避免其磁场对卫星信号的干扰。其距离前者应大于200m,后者应大于50m；（2）点位附近不应有大面积的水域,或对电磁波反射强烈的物体---以减弱多路径效应的影响；

（3）点位应便于安置接收设备且视场开阔的地方----在视场内周围障碍物的高度角,根据情况一般应小于10o ～15o；

（4）点位应选在交通便利且有利于常规测量应用的地方。

设计：便于常规测量应用；坐标系统一致性；构成闭合环路

GPS网基准设计的内容有哪些？

（1）方位基准一般以给定的起算方位角值确定(如2个起点); （2）尺度基准一般由电磁波测距边确定,也可由起算点间的距离确定;

（3）位置基准一般都是由给定的起算点坐标确定。

GPS网特征条件的计算中观测时段的观测Smin、总基线数BA、、独立基线数BI、必要基线数BN、多余基线数BR如何确定？

BA=C*N*（N-1）/2 BN=n-1

BI=C*(N-1) BR=C*(N-1)-(n-1)-

Smin=n*m/N=C