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1、1、GPS的含义？与经典大地测量相比，GPS有何特点？选点灵活，无需通视。定位精度高。观测时间短。提供三维坐标。操作简便。全天候作业。2、GPS卫星的作用是什么？什么叫“定位星座”？什么叫“卫星星历”？1）向广大的用户连续不断地发射卫星导航定位信号（简称GPS信号），并用导航电文报告自己的现势位置已以及其他在轨卫星的概略位置；2）在飞越注入站上空时，接受由地面注入站发送到卫星的导航电文和其他有关信息，并通过GPS信号形成电路，适时的发送给广大的用户。3）接受地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令。如适时的改正运行的偏差或者启用备用时钟等。4）通过星载高精度原子钟，提供精确的时间标准，使各卫星
2、处于同一时间标准GPS时。 定位星座：在用卫星进行导航定位时，为了求得测站的三维位置，必须观测颗卫星，称之为定位星座。间隙段：PS卫星的上述分布，在个别地区仍可能在其一短时间内(例如数分钟)只能观测到4颗图形结构较差的卫星，而无法达到必要的定位精度。这种时间段称为间隙段。所谓“卫星星历”是一系列描述卫星运动及其轨道的参数。3、地面监控系统由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？一个主控站、三个信息注入站和五个卫星监测站。 主控站的任务是收集、处理本站和监测站收到的全部资料，编算出没颗卫星的星历和gps时间系统，将预测的卫星星历、钟差、状态数据以及大气传播改正编制成导航电文传送到注入站。主控站还
3、负责纠正卫星的轨道偏离，必要时调度卫星让备用卫星取代失效的工作卫星。另外还负责监测整个地面监测系统的工作，检验注入给卫星的导航电文，监测卫星是否将导航电文发送给了用户。注入站的任务是将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器。此外注入站能自动向主控站发射信号，每分钟报告一次自己的工作状态。监测站的主要任务是为主控站提供卫星的观测数据。4、什么是GPS信号接收机？其作用是什么？它由哪几部分组成？有哪几种分类方式？GPS信号接收机：是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS卫星信号的接收设备。1）当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星截止高度角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的
4、运动。2）对所接收到的GPS信号具有变换、放大和处理的功能，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发射的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间，从而实现导航和定位。1）天线(前置放大器)； 2）变频器及中频放大器； 3）信号通道 4）存储器； 5）微处理器； 6）电源，供电。1）按接收机的载波频率分类 单频接收机 双频接收机 双系统接收机 (GPS+GLONASS)2）按接收机的用途分类 导航型接收机 测地型接收机 授时型接收机 3）按接收机的通道数分类 多通道接收机序贯通道接收机多路复用通道接收机4）按接收机的工作原理分类 码相关型接收机平方型
5、接收机混合型接收机5、接收机天线的作用是什么？对其有何要求？有哪几种类型？1）天线的作用 :把来自卫星信号的能量转化为相应的电流量，并经过前置放大器送入射频部分进行频率变换，以便接收机对信号进行跟踪、处理和量测。2）对天线的要求 天线与前置放大器一般应密封为一体，以保障在恶劣的气象环境下能正常工作，并减少信号损失；天线与前置放大器应密封一体，保障其正常工作，减少信号损失能够接收来着来着任何方向的信号，不产生死角有防护和屏蔽多路径效应的措施天线的相位中心保持高度稳定，与几何中心尽量一致3）天线的类型 :单极或偶极天线四线螺旋形或螺旋形结构天线微波传输带型天线锥形天线带扼流圈的振子天线 第二章 时
6、间系统和坐标系统1、在GPS定位中，通常采用哪两种坐标系统？一类是在空间固定的坐标系统（空固系）。这类坐标系统与地球自转无关，对于描述卫星的运行位置和状态极为方便。另一类是与地球体相固联的坐标系统（地固坐标系）。这类坐标系统对于表达地面观测站的位置和处理GPS观测成果尤为方便。2、何为天球？天球上有哪些主要的点、线、面？天球:是指以地球质心M为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体。 1、天轴和天极 2、天球赤道面与天球赤道 3、天球子午面与天球子午圈4、时圈 5、黄道 6、黄极 7、春分点天球:是指以地球质心M为中心，半径r为任意长度的一个假想的球体3、天球空间直角坐标系和天球球面坐标系是如
7、何定义的？二者间有何关系？天球空间直角坐标系:原点位于地球质心M；Z轴指向天球北极Pn ，X轴指向春分点g，Y轴垂直于XMZ平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系统。天球球面坐标系:原点位于地球质心M，赤经为含天轴和春分点的天球子午面与过天体S的天球子午面之间的夹角；赤纬为原点M至天体S的连线与天球赤道面之间的夹角，向径长度r为原点M至天体S的距离4、什么叫岁差和章动？二者对北天极的运动有何影响？岁差:在日月引力和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴的方向不再保持不变，从而使春分点在赤道上产生缓慢的西移，这种现象在天文学中称为岁差章动:在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将
8、绕瞬时平北天极产生旋转，大致成椭圆形轨迹，其长半径约为9.2，周期约为18.6年。这种现象称为章动。影响:在岁差的影响下，地球自转轴在空间绕北黄极产生缓慢的旋转(从北天极上方观察为顺时针方向，以下同)，因而使北天极以同样的方式在天球上绕北黄极产生旋转。 章动影响下，瞬时北天极绕平北天极顺时针的转功 5、为什么要定义协议天球坐标系？它是如何定义的？ 为了建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系定义：人们通常选择某一时刻t0作为标准历元(epoch)，并将此时刻地球瞬时自转轴(指向北极)和地心至瞬时春分点的方向，经该时刻的岁差和章动改正后，分别作为Z轴和X轴的指向。由此所构成的空固坐标系，称为所取标推历
9、元t0的平天球坐标系或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系6、地心空间直角坐标系和地心大地坐标系是如何定义的？二者间有何联系？地心空间直角坐标系：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向格林尼治平子午面与地球赤道的交点E，Y轴垂直于XOZ平面构成右手坐标系。地心大地坐标系;球椭球的中心与地球质心重合，椭球的短轴与地球自转轴相合，大地纬度B为过地面点的椭球法线与椭球赤道面的夹角，大地经度L为过地面点的椭球子午面与格林尼治平大地子午面之间的夹角，大地高H为地面点沿椭球法线（normal）至椭球面的距离。7、何谓站心赤道直角坐标系、站心地平直角坐标系和站心地平极坐标系 ？如右图，P1是测站，O
10、是球心。以P1为原点建立与球心空间直角坐标系相应坐标轴平行的坐标系叫做站心赤道直角坐标系。以P1为原点， P1点的法线为z轴（指向天顶为正），以子午线方向为x轴（向北为正），y轴与x、z轴垂直（向东为正）。叫做站心地平直角坐标系 以测站P1为原点，至卫星s的距离r、卫星的方位角A、卫星的高度角h可以建立站心地平极坐标系8、什么叫极移？协议地球坐标系是如何定义的？极移:地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，地极点在地球表面上的位置是随时间而变化的。这种现象称为地极移动，简称极移协议地球坐标系:以协议地极为基准点的地球坐标系，称为协议地球坐标系9、WGS-84坐标系是如何定义的？其主要参数是多少
11、？WGS-84坐标系:原点在地球质心，Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z、X轴构成右手系10、我国的1980年国家大地坐标系(简称C80)、1954年北京坐标系(简称P54)是如何定义的？新北京54坐标系与C80 有何联系，与P54有何区别和联系？ 11、我国的2000国家大地坐标系 是如何定义的？12、何谓ITRF坐标框架？13、在GPS定位中时间系统有何重要意义？确定时间的基准是什么？14、何为恒星时、世界时、原子时、协调世界时、GPS时?以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间，称为恒星
12、时以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时以物质内部原子运动的特征为基础的原子时间系统从1972年便采用了一种以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷的时间系统，这种时间系统称为协调世界时(UTC)，或简称协调时15、 GPS时和原子时、协调世界时有何关系？GPS时与协调时的时刻，规定于1980年1月6日0时相一致。其后随着时间的积累，两者之间的差别将表现为秒的整倍数。至1987年这个差值为4秒，而到1989年其值已达5秒，目前为13s。在GPS测量中，应用的几种主要时间系统之间的差别见下图。第三章1、何为卫星的轨道参数？描述卫星轨道位置和状态的参数，称为轨道参数2、作用在
13、卫星轨道上的力分为哪两类，相应的卫星运动轨道为何中心力和摄动力. 中心力所决定的卫星轨道可视为理想的轨道，又称卫星的无摄运动轨道。 在摄动力作用下的卫星的运动称为受摄运动，由此所决定的卫星轨道称为卫星的受摄运动轨道3、研究卫星运行轨道的基本方法分为哪两个步骤？首先，在上述理想的地球引力场中，只考虑地球质心引力的作用，来研究卫星的无摄运动规律，并描述卫星轨道的基本特征；其次，研究各种摄动力对卫星运动的影响，并对卫星的无摄轨道加以修正，从而确定卫星受摄运动轨道的瞬时特征4、何为开普勒三定律？其意义是什么？卫星运动周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，而该常量等于地球引力常数GM的倒数。意义
14、：当开普勒椭圆的长半径确定后，卫星运行的平均角速度便随之确定，且保持不变。所以开普勒第三定律在卫星位置的计算中具有重要意义5、试绘图描述无摄卫星轨道，并阐明各参数的含义。6、写出开普勒方程，并说明其意义。7、卫星运动的摄动力有哪些？主要的摄动力是哪几项？地球体的非球形及其质量分布不均匀而引起的作用力，即地球的非中心引Fnc；太阳的引力Fs和月球的引力Fn太阳的直接与间接辐射压力Fr大气的阻力Fa 地球潮汐的作用力；磁力等（7）地球中心引力Fc 主要摄动力：地球中心引力Fc 地球潮汐的的影响 太阳光压的影响8、卫星星历分为哪两种？广播星历中主要包括哪些参数？一般有两种：预报星历(广播星历)和后处
15、理星历（精密星历)参数：1个参考时刻、6个相应参考时刻的开普勒轨道参数和9个反映摄动力影响的参数9、说明GPS卫星坐标计算的基本过程，并给出计算公式？（1）、计算卫星运行的平均速度n（2）、计算归化时间tk（3）、观测时刻卫星平近点角Mk的计算（4）、采用迭代算法计算偏近点角Ek（5）、计算真近点角Vk （6）、计算升交距角k （7）、计算摄动改正数u、r、i （8）、计算经摄动改正后的升交距角uk、卫星矢径rk和轨道倾角ik （9）、计算卫星在轨道平面坐标系中的坐标 （10）、计算观测时刻升交点经度k （11）、计算卫星在地固坐标系中的空间直角坐标 （12）、计算卫星在协议地球坐标系中的空间直角坐标 10、在广播星历中， t0e与t0c有何区别？第四章1、GPS定位的实质是什么？基本定位方法有哪定位实质：空间距离后方交会定位：绝对定位(或单点定位) 相对定位 静态定位 动态定位2、GPS测量的基本观测量有哪两个，其测距精度是多少？码相位观测量和载波相位观测量
