成都理工大学GPS课程本科试题库第二章坐标系统和时间系统

第二章 GPS 测量所涉及的时间系统与坐标系统一、填空题1、黄道是指（） 。答案：太阳的视运动的轨迹与天球表面的交线或地球公转的轨迹与天球表面的交线2、 GPS 目前所采用的坐标系统，是（） 。答案：WGS-84 系3、岁差是指（） 。答案：由于日月的引力，平北天极绕着北黄极做圆周运动的现象4、卫星二体问题是指（） 。答案：在研究卫星运动时，仅考虑卫星受到地心引力作用下的运动问题称之为卫星二体问题。5、升交点是指（） 。答案：卫星在轨道上由难向北运动时轨道与赤道的交点。6、 GPS 高程属于（）高程系统。答案：大地7、建立协议地球坐标系的原因是（） 。答案：存在极移现象8、虚拟参考站法是指（） 。答案：一台接收机静止在地球表面，同步观测 4 颗以上卫星，确定接收机天线相位中心相对于地球质量中心的三维位置的定位方式称谓静态绝对定位9、我国常用的高程系统有（） 、 （） 、 （） 。答案：大地高系统正高系统正常高系统。10、 GPS 时间系统是（） 。答案：GPS 时间系统 :GPS 时间系统采用原子时 ATI 秒长作为时间基准，时间起算原点定义在 1980 年 1 月 6 日 UTC0 时。二、单选题1、未经美国政府特许的用户不能用（）来测定从卫星至接收机间的距离。A、C/A 码 B、Ll 载波相位观测值C、载波相位观测值 D、Y 码答案：D 2、利用广播星历进行单点定位时，所求得的站坐标属于（） 。A、1954 北京坐标系 B、1980 年西安坐标系C、WGS-84 D、ITRF答案：C3、计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以()为基准。A、铷原子钟 B、氢原子钟 C、铯原子钟 D、铂原子钟答案：C4、我国西起东经 72，东至东经 135，共跨有 5 个时区，我国采用 ( A )的区时作为统一的标准时间，称作北京时间。A、东 8 区 B、西 8 区 C、东 6 区 D、西 6 区答案：A5.卫星钟采用的是 GPS 时，它是由主控站按照美国海军天文台(USNO) ()进行调整的。在1980 年 1 月 6 日零时对准，不随闰秒增加。A、世界时(UT0) B、世界时(UT1) C、世界时(UT2) D、协调世界时(UTC)答案：D 6.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系是( )坐标系。A、地心坐标系 B、球面坐标系 C、参心坐标系 D、天球坐标系答案：C7. 1977 年我国极移协作小组确定了我国的地极原点，记作( )。A、JYD1958.0 B、JYD1968.0 C、JYD1978.0 D、JYD1988.0答案：B8.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系，采用的是克拉索夫斯基椭球元素，其长半径和扁率分别为()。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、 a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.0答案：B9.我国在 1978 年以后建立了 1980 年国家大地坐标系，采用的是 1975 年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会的推荐值，其长半径和扁率分别为( )。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3C、 a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.0答案：A10. 在使用 GPS 软件进行平差计算时，需要选择哪种投影方式( )。A、横轴墨卡托投影 B、高斯投影C、等角圆锥投影 D、等距圆锥投影答案：A11、在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系是()坐标系。A、地心坐标系 B、球面坐标系 C、参心坐标系 D、天球坐标系答案：C12、我国在 1978 年以后建立了 1980 年国家大地坐标系，采用的是 1975 年国际大地测量与地球物理联合会第十六届大会的推荐值，其长半径和扁率分别为( )。A、a=6378140、=1/298.257 B、a=6378245、=1/298.3 C、 a=6378145、=1/298.357 D、a=6377245、=1/298.0答案：A13.我国西起东经 72，东至东经 135，共跨有()个时区，我国采用东 8 区的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。A、2 B、 3 C、4 D、5答案：D14. 地球在绕太阳运行时，地球自转轴的方向在天球上缓慢地移动，春分点在黄道上随之缓慢移动，这种现象称为( )。A、岁差 B、黄赤交角 C、黄极 D、黄道答案：A15、基准站 GPS 接收机与 TRIMMRK(UHF) 数据链无线电发射机之间的数据传输波特率为( )。A、4800 B、9600 C、19200 D、38400答案：D16、 .在进行 GPS-RTK 实时动态定位时，需要计算在开阔地带流动站工作的最远距离，已知TRIMMRK(UHF)数据链无线电发射机天线的高度为 9m，流动站天线的高度为 2m，则流动站工作的最远距离为( )。A、18.72m B、16.72m C、18.61m D、16.61m 答案：A17. 1884 年在美国华盛顿召开的国际会议决定采用一种分区统一时刻，把全球按经度划分为 24 个时区，每个时区的经度差为 15 ，则相邻时区的时间相差 1h。这种时刻叫( )。A、世界时 B、历书时 C、恒星时 D、区时答案：D18、 .单频接收机只能接收经调制的 L1 信号。但由于改正模型的不完善，误差较大，所以单频接收机主要用于( )的精密定位工作。A、基线较短 B、基线较长 C、基线40km D、基线30km 答案：A19.GPS 接收机天线的定向标志线应指向( )。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。A、正东 B、正西 C、正南 D、正北答案：D20、 1884 年在美国华盛顿召开的国际会议决定采用一种分区统一时刻，把全球按经度划分为 24 个时区，每个时区的经度差为 15 ，则相邻时区的时间相差 1h。这种时刻叫( )。A、世界时 B、历书时 C、恒星时 D、区时答案：D三、多选题1、 WGS-84 坐标系说法错误的是（）A、WGS-84 是大地坐标系 B、 Y 轴与 Z、X 轴构成左手系 C、长半轴 a6378140(m)，扁率 f = 1/298.257 D、原点在地球中心答案：BCD2、我国当前的国家大地坐标系有（）A、2000 国家大地坐标系 B、2005 国家大地坐标系C、 1954 年北京坐标系 D、 1980 西安坐标系答案：ACD6、北京 54 坐标系采用的椭球体和原点是（）A、WGS-84 地心椭球 B、克拉索夫斯基 椭球体C、地球质心 D、椭球几何中心答案：BD7、 WGS-84 坐标系说法正确的是（）A、一种国际上采用的地心坐标系 B、坐标原点为地球中心C、 地心空间直角坐标系的 X 轴指向 BIH （国际时间服务机构）D、Y 轴与 Z 轴、X 轴垂直构成右手坐标系答案：AD8、新北京 54 坐标系的特点包括（ ）A、属参心大地坐标系 B、椭球参数（长半轴和扁率）与 1980 年国家大地坐标系的相同 C、椭球轴向与旧 P54坐标系的椭球轴向相同 D、大地原点与 1980 年国家大地坐标系的大地原点相同 ，高程基准为 1956 年青岛验潮站求出的黄梅平均海水面 。答案：ABCD9、 GPS 时间系统（） A、全球定位系统(GPS) 建立了专用的时间系统 B、由 GPS 的主控站原子钟所控制 C、起点与国际原子时系统相同 D、采用原子时秒长 答案：ABD10、 1980 国家大地坐标系说法正确的是（ ）A、地心坐标系 B、大地原点在陕西省径阳县永乐镇 C、 Z 轴平行于地球质心指向地极原点 JYD1968.0 的方向D、大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面 答案：BD 四、判断判断下列说法是否正确1、 WGS-84 坐标系是一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的 Z 轴指向 BIH（）答案：对2、西安 80 国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系（）答案：错3、新北京 54 坐标系大地原点与 1980 年国家大地坐标系( 简称 C80)的相同，椭球轴向与C80 椭球轴指向相同，椭球参数与旧 54 坐标系的椭球参数相同。 （）答案：错4、 2000 国家大地坐标系是全球 地心坐标系在我国的具体体现，其原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心。 （）答案：对5、天球坐标系随着投影到天球上的坐标格网的不同而不同，沿着大圆将天空分成两个相等的半球的平面称为水准面。 （）答案：错6、地球直角坐标系的定义是：原点 O 与地球质心重合，Z 轴指向地球北极。 （）答案：对7、地球大地坐标系是地球椭球的中心与地球质心重合，椭球的长轴与地球自转轴重合。（）答案：错8、协调世界时的秒长与原子时秒长一致，在时刻上尽量与世界时接近。 （）答案：对9、任意两空间坐标系的转换，要进行精确转换，必须知道至少 3 个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。 （）答案：对10、常用的坐标转换方法有三参数法、四参数法和七参数法。 （）答案：对五、简答题1、简述空间直角坐标系的转换常用三种方法和简述 GPS 定位技术相对于常规测量技术的优点？答案：常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。(1)选点灵活，无需通视(2) 精度提高，耗费降低 (3)操作简便，效益增加 ; (4)全天候作业，变被动为主动。2、 WGS-84 大地坐标系？答案：WGS-84 是修正 NSWC9Z-2 参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与 BIH 定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84 坐标系的原点在地球质心，Z 轴指向BIH1984.0 定义的协定地球极（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。3、大地坐标系和参考椭球定义？答案：大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。4、右手直角坐标系？答案：在空间直角坐标系中，让右手拇指指向 x 轴的正方向，食指指向 y 轴的正方向，如果中指能指向 z 轴的正方向，则称这个坐标系为右手直角坐标系。5、 GPS 的时间系统是？答案: GPS 时间系统采用 原子时 AT1 秒长作时间基准，秒长定义为铯原子 CS133 基态的两个超精细能级间跃迁辐射振荡 9192631170 周所持续的时间，时间起算的原点定义在 1980 年1 月 6 日 世界协调时 UTC0 时，启动后不跳秒，保证时间的连续。6、西安 80 坐标系特点？答案：（2）西安 80 坐标系是参心坐标系，椭球短轴 Z 轴平行于地球质心指向地极原点方向，大地起始子午面平行于格林尼治平均天文台子午面；X 轴在大地起始子午面内与 Z 轴垂直指向经度 0 方向；Y 轴与 Z、X 轴成右手坐标系；（3 ）椭球参数采用 IUG 1975 年大会推荐的参数，因而可得西安 80 椭球两个最常用的几何参数为：长半轴 a=63781405（m ）短半轴 b=6356755.2882（m）扁率 =1/298.257第一偏心率平方 =0.00669438499959 第二偏心率平方=0.00673950181947椭球定位时按我国范围内高程异常值平方和最小为原则求解参数。（4 ）多点定位；（5 ）基准面采用青岛大港验潮站 19521979 年确定的黄海平均海水面（即 1985 国家高程基准） 。7、 ITRF 坐标框架简介？答案：它是一个地心参考框架，由空间大地测量观测站的坐标和运动速度来定义，是国际地球自转服务的地面参考框架。8、坐标系之间转换分类有哪些？答案：1、大地坐标（BLH）对平面直角坐标（ XYZ） 。常规的转换应先确定 转换数参，即椭球参数、分带标准（3 度， 6 度）和中央子午线的经度。 椭球参数就是指平面直角坐标系采用什么样的椭球基准，对应有不同的长短轴及扁率。2 、北京 54 全国 80 及 WGS84 坐标系（WGS 一 84 Coordinate System）的相互转换。一种国际上采用的地心坐标系。坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的 Z 轴指向 BIH （国际时间）1984.O 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 轴、X 轴垂直构成右手坐标系，称为 1984 年世界大地坐标系统。3、任意两空间坐标系的转换，要进行精确转换，必须知道至少 3 个重合点（即为在两坐标系中坐标均为已知的点。采用布尔莎模型进行求解。布尔莎公式。其中第 2 类可归入第三类中。常用的方法有三参数法、四参数法和七参数法。六、名词解释1、国际协议原点 CIO 答案:国际协议原点 CIO:国际大地测量学协会和国际天文联合会，于 1967 年建议，采用国际上 5 个纬度服务站在 1900-1905 年间测定的平均纬度所确定的平均地极位置为国际协议低级原点（conventional international origin- CIO)。2、国际地球参考框架(ITRF)答案：国际地球参考框架(ITRF)：ITRF 是（international terrestrial reference frame)是 ITRS 的具体体现，是根据 VLBISLRLIRGPS 等空间大地测量技术的观测量，由 IERS 中心局分析得出的一组全球站坐标和速度场。3、春分点答案：春分点：太阳由南向北视运动的轨道与赤道的交点4、极移答案：极移：地球自转轴的位置在地球表面上随时间而改变的现象5、 SA 技术答案：SA 技术：选择可用性技术，即人为的将误差引入卫星钟和卫星数据中，故意降低GPS 定位精度。包括对基本频率的技术和对卫星钟的技术。6、 AS 技术答案：AS 技术：反电子诱骗技术，即将 p 码与更为保密的 W 码摸二相加构成 Y 码。7、 天球坐标系答案：天球坐标系：是不考虑地球自转影响，把地球看成一个有质量的点，研究空中天体相对于地球质量中心的运动的坐标系。8、赤经答案：赤经:指赤道坐标系的经向坐标，过天球上一点的赤经圈与过春分点的二分圈所交的球面角。9、世界协调时答案：世界协调时: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中的时间系统。10、参考站:答案：参考站:在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动站作业，这些固定测站就称为参考站。11、 GPS 时间系统答案：GPS 时间系统 :GPS 时间系统采用原子时 ATI 秒长作为时间基准，时间起算原点定义在 1980 年 1 月 6 日 UTC0 时。12、原子时答案：原子时: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。13、天球答案：天球:指以地球质心为中心，半径 r 为任意长度的一个假想球体。为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。14、章动答案：章动:北天极除了均匀地每年西行以外,还要绕着平北天极做周期性的运动。轨迹为一椭圆。15、春分点答案：春分点:当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点真近点角:在轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距。16、升交点赤经答案：升交点赤经:在地球平面上，升交点与春分点之间的地心夹角.17、近地点角距答案：近地点角距:在轨道平面上近地点与升交点之间的地心角距.18、历元答案：历元:在天文学和卫星定位中，与所获取数据对应的时刻也称历元。19、轨道答案：轨道:卫星在空间运行的轨迹20、轨道参数答案：轨道参数:描述卫星轨道位置和状态的参七、计算题1、对同一空间点，天球空间直角坐标（1,1,2 ）转化为与其等效的天球球面坐标系坐标 ?答案：坐标（1,1,2）代入公式： =2+2+2=tan1=tan1 2+2R= 456=45=转化为与其等效的天球球面坐标系坐标(6,45 ，45)2、对同一空间点，天球球面坐标系 (6,45 ，45)转化为与其等效的天球空间直角坐标系坐标?答案：坐标(6,45，45) 代入公式：X=R Y= R Z=Rcoscos sincos sin转化为与其等效的天球空间直角坐标系坐标（1,1, ）23、对同一空间点，直角坐标系与大地坐标系参数间有如下转换关系：X=（N+H） coscosY=（N+H） cossinZ=(N(1- )+N)e2 sin请将大地坐标（L,B,H）=（60，30，2）转化为直角坐标系坐标？其中 e=1,a= N=23答案：（L,B,H ）=（60，30 ， ） ，e=1,a= N=2 代入公式：3X=（N+