GPS测量原理及应用模拟试题.

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1、GPS 原理及应用模拟试题(1一、填空(每空 1分,共 20分1. 子午卫星导航系统采用 6颗卫星,并都通过地球的 运行。2. 按照规范规定,我国 GPS 测量按其精度依次划分为 AA 、 A 、 B 、 C 、 D 、 E 六级,其中 C 级 网的相邻点之间的平均距离为 1510km ,最大距离为 km。3. 在 GPS 定位测量中,观测值都是以接收机的相位中心位置为准的,所以天线的相位中心应该 与其 中心保持一致。4. 按照 GPS 系统的设计方案, GPS 定位系统应包括 部分、 部分和 部分。5. 在使用 GPS 软件进行平差计算时,需要选择 投影方式6. 从误差来源分析, GPS 测

2、量误差大体上可分为以下三类:,和 。7. 根据不同的用途, GPS 网的图形布设通常有 式、 式、网连式及边点混合连接四种基本方式。 选择什么方式组网,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。8. 美国国防部制图局 (DMA 于 1984年发展了一种新的世界大地坐标系, 称之为美国国防部 1984年世界大地坐标系,简称 。9. 当使用两台或两台以上的接收机,同时对同一组卫星所进行的观测称为 。10. 双频接收机可以同时接收 L 1 和 L2信号, 利用双频技术可以消除或减弱 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。11. 在定位工作中, 可

3、能由于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,这种现象叫 。12.PDOP 代表13.GPS 工作卫星的主体呈圆柱形,整体在轨重量为 843.68,它的设计寿命为 年,事实上所 有 GPS 工作卫星均能超过该设计寿命而正常工作。14. 用 GPS 定位的方法大致有四类:多普勒法 、伪距法、射电干涉测量法、 。目前在测量工作 中应用的主要方法是静态定位中的伪距法和载波相位测量法。15. 在接收机和卫星间求二次差,可消去两测站接收机的 改正。在实践中应用甚广。二、名词解释(每小题 4分 , 共 20分1.GPS 卫星的导航电文2. 同步观测环3.

4、 静态定位5. 岁差三、问答题(60分1. 试述 WGS 84坐标系的几何定义(8分2. 如何减弱多路径误差(8分3. 简述 GPS 网的布网原则(9分4. 试分别写出测距码伪距观测方程和载波相位伪距观测方程(标明各个符号的含义,并比较 它们的异同。(10分5. GPS技术设计中应考虑哪些因素?(10分6. 结合专业知识,论述 GPS 在 GIS 中的应用(15分模拟试题(1参考答案一、填空(每空 1分,共 20分1 南北极 2 40 3几何4空间卫星 地面监控 用户接收 5横轴墨卡托投影6 与 GPS 卫星有关的误差 与卫星信号传播有关的误差 与接收机有关的误差7 点连 边连 8 WGS 8

5、4 9同步观测10电离层折射 11整周跳变 12空间位置图形强度因子 13 7.5 14载波相位测量法 15相对钟差二、名词解释(每小题 4分 , 共 20分1.GPS 卫星的导航电文答:GPS 卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括:卫星星历、时钟改 正、电离层时延改正、工作状态信息以及 C/A码转换到捕捉 P 码的信息。2. 同步观测环答:三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。3. 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。答:GPS 全球定位系统是一个空基全天候导航系统,

6、它由美国国防部开发,用以满足军方在地 面或近地空间获取一个通用参照系中的位置,速度和时间信息的要求。5. 岁差答:在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下,地球自转轴方向不再保持不变,这 使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象,这种现象在天文学中称为岁差。三、问答题(60分1. 试述 WGS 84坐标系的几何定义(8分答:坐标系的原点是地球的质心, Z 轴指向 BIH1984.0定义的协议地球极(CTP 方向, X 轴指 向 BIH1984.0的零度子午面和 CTP 赤道的交点, Y 轴和 Z 、 X 轴构成右手坐标系。2. 如何减弱多路径误差(8分答:多路径误差不仅与反射系数有关,也和反射

7、物离测站的距离及卫星信号方向有关,无法建 立准确的误差改正模型,只能恰当地选择站址,避开信号反射物。例如:(1选设点位时应远 离平静的水面,地面有草丛、农作物等植被时能较好吸收微波信号的能量,反射较弱,是较好 的站址。(2测站不宜选在山坡、山谷和盆地中。(3测站附近不应有高层建筑物,观测时 也不要在测站附近停放汽车。3. 简述 GPS 网的布网原则(9分答:为了用户的利益, GPS 网图形设计时应遵循以下原则:(1 GPS 网的布设应视其目的,作业时卫星状况,预期达到的精度,成果的可靠性以及工作效 率,按照优化设计原则进行。(2 GPS 网一般应通过独立观测边构成闭合图形,例如一个或若干个独立

8、观测环,或者附合路 线形式,以增加检核条件,提高网的可靠性。(3 GPS 网内点与点之间虽不要求通视,但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。(4 可能条件下, 新布设的 GPS 网应与附近已有的 GPS 点进行联测; 新布设的 GPS 网点应尽量 与地面原有控制网点相联接,联接处的重合点数不应少于三个,且分布均匀,以便可靠地确定 GPS 网与原有网之间的转换参数。(5 GPS 网点,应利用已有水准点联测高程。4. 试分别写出测距码伪距观测方程和载波相位伪距观测方程(标明各个符号的含义,并比较 它们的异同。(10分伪距观测方程drion:电离层延迟改正;drtrop:对流层延迟改正。载波相

9、位伪距观测方程:载波相位观测值(cycle ;:载波波长(m :站星距(m ; c :真空中的光速(m/s:接收机钟差(s ; :卫星钟差(s :对流层折射(m ; :电离层折射(m :卫星星历误差(m ; :整周模糊度 (cycle ; t :观测历元时刻。5. GPS技术设计中应考虑哪些因素?(10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。 6. 结合专业知识,论述 GPS 在 GIS

10、 中的应用(15分 GPS 原理及应用模拟试题(2一、填空(每空 1分,共 20分1.按照 GPS 系统的设计方案, GPS 定位系统应包括 部分、 部分和 部分。2.在使用 GPS 软件进行平差计算时,需要选择 投影方式3.从误差来源分析, GPS 测量误差大体上可分为以下三类:,和 。4.根据不同的用途, GPS 网的图形布设通常有 式、 式、网连及边点混合连接四种基本方式。选择什么方式组网,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。5. VDOP 代表6.当地球自转 360时,卫星绕地球运行两圈,环绕地球运行一圈的时间为小时 58分。地面的观测者每天可提前 4min

11、 见到同一颗卫星,可见时间约为 小时。这样,观测 者至少能观测到 4颗卫星,最多可观测到 11颗卫星。7.利用 GPS 进行定位有多种方式,如果就用户接收机天线所处的状态而言,定位方式分为 定 位和 定位;若按参考点的不同位置,又可分为 定位和 定位。8. 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 的方法,确 定待定点的空间位置。9. GPS 信号接收机,按用途的不同,可分为 型、 和 等三种。二、名词解释(每小题 4分 , 共 20分1.GPS 全球定位系统2.星历误差3. SA 技术4.伪距三、问答题(60分1. 简述 GPS 网的布网原则(12分2.什么是

12、相对论效应?(8分3.简述卫星大地测量的作用。(10分4.简述 GPS 卫星的主要作用。(10分5.结合专业知识,论述 GPS 在 GIS 中的应用(20分 GPS 原理及应用模拟试题(2参考答案一、填空(每空 1分,共 20分1空间卫星 地面监控 用户接收 2横轴墨卡托投影3与 GPS 卫星有关的误差 与卫星信号传播有关的误差 与接收机有关的误差4点连 边连 5垂直分量精度因子 6 11 57静态 动态 单点 相对 8 空间距离后方交会9 导航 测地型 授时型二、名词解释(每小题 5分 , 共 20分1.GPS 全球定位系统答:GPS 全球定位系统是一个空基全天候导航系统,它由美国国防部开发

13、,用以满足军方在地 面或近地空间获取一个通用参照系中的位置,速度和时间信息的要求。2.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。3. SA 技术答:其主要内容是:(1在广播星历中有意地加入误差,使定位中的已知点(卫星的位置精 度大为降低; (2有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差,使钟的频率产生快慢变化,导致测 距精度大为降低。4.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

14、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。三、问答题(60分1. 简述 GPS 网的布网原则(12分答:为了用户的利益, GPS 网图形设计时应遵循以下原则:(1 GPS 网的布设应视其目的,作业时卫星状况,预期达到的精度,成果的可靠性以及工作效 率,按照优化设计原则进行。(2 GPS 网一般应通过独立观测边构成闭合图形,例如一个或若干个独立观测环,或者附合路 线形式,以增加检核条件,提高网的可靠性。(3 GPS 网内点与点之间虽不要求通视,但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。(4 可能条件下, 新布设的 GPS 网应与附近已有的 GPS 点进行

15、联测; 新布设的 GPS 网点应尽量 与地面原有控制网点相联接,联接处的重合点数不应少于三个,且分布均匀,以便可靠地确定 GPS 网与原有网之间的转换参数。(5 GPS 网点,应利用已有水准点联测高程。2.什么是相对论效应?(8分答: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。模拟试题(5一、判断题(每小题 2分 , 共 20分1. 20世纪 50年代末期,美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统, 叫做子午卫星导航系统2. 当利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时,可以有效的减弱电离层折射的 影响,即使不对电离层折射进行改正,对基线成果的影响一般也不会超过 1ppm ,所以在短基线 上用单频接收机也能获得很好的定位结果。3. 图形强度因子是一个直接影响定位精度、 但又独立于观测值和其它误差之外的一个量。 其值 恒大于 1,最大值可达 100,其大小随时间和测站位置而变化。在 GPS 测量中,希望 DOP 越小 越好。4. 子午卫星导航系统采用 12颗卫星,并都通