地信 大学gps专业课考试范围.doc

名词解释观测历元 即观测资料所对应的观测时刻观测时段 测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续观测的时间间隔称为观测时段，简称时段。绝对定位 也叫做单点定位即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测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。相对定位 是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星确定两台接收机天线之间的相对位置（坐标差）。同步环 由3台或3台以上接收机，同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。异步环 由数条GPS独立边构成的闭合多边形。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，则该多变形环路叫异步环第一章1、GPS的含义？与经典大地测量相比，GPS有何特点？GPS是Global Positioning System的缩写，其意为全球定位系统，该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。其特点：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。2、地面监控的组成？由一个主控站，三个注入站，五个监测站。3、接收机天线的作用？能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，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所发送的导航电文，实时的计算出测站的三维位置，甚至三维的速度和时间。4、AS技术和SA技术的含义？AS（Anti-Spoofing）技术，即反电子欺骗技术。其方法是：将P码与保密的W码相加，形成Y码 y码严格保密。其目的是：防止敌方使用P码进行精密的导航定位。（当实施AS技术时，非特许用户将接收不到P码。该技术仅在特别情况下启动。）SA（Selective Availability）技术，有选择可用性技术，即人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中，故意降低GPS精度。使C/A码定位精度从原来的20m降低到100m。第二章5、什么事岁差和章动？岁差：（地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的长期性运动。）使春分点产生每年约50.2的长期变化称之为日月岁差。春分点除因地球自转轴方向改变引起的变化外还因黄道的缓慢变化（行星引力对地球绕日运动轨道的摄动）而变化成为行星岁差。章动：（地球瞬时自转轴在惯性空间不断改变方向的短周期性运动。）一系列短周期变化中幅值最大的约为9，周期为18.6年，这些短周期变化统称为章动。6、WGS84坐标系是如何定义的？原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH1984.0的零子午线面和CTP赤道的焦点，Y轴与Z轴，X轴构成右手坐标系。7、GPS中定位中时间系统有何重要意义？（1）GPS卫星作为一个高空观测目标，其位置不断变化，因此在给出卫星运行位置的同时，必须给出相应的瞬时时刻（2）准确的测定观测站到卫星的距离，必须精密测定信号的传播时间（3）由于自转，在天球坐标系中，地球上的点的位置是不断变化的。8、GPS时和原子时TAI、协调世界时UTC有何关系TATI-TGPS=19s TTAI=TUTC+n=TGPS+19s 式中，n为跳秒（或闰秒）的调整参数。第三章9、何为卫星的轨道参数 描述卫星轨道位置和状态的参数。10、研究卫星运行轨道的基本方法分为哪两个步骤1忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体问题2在摄动力的作用下，卫星的运动将偏离二体问题的运动轨道，统常称考虑了摄动力所用的卫星运动为卫星的收摄运动。11、卫星运动的摄动力有哪些？地球引力场摄动力、日月摄动力、大气阻力、光压摄动力、潮汐摄动力12、什么是伪随机码？有何作用伪随机码是：又叫伪随机噪声码或伪噪声码，简称PRN，是一个具有一定周期的取值0和1的离散符号串。作用是：GPS信号中使用了伪随机码编码技术，识别和分离各颗卫星信号，并提供物模糊度的测距数据。13、什么叫C/A码（粗码、捕获码）和P码（精码）？它们有什么不同之处？粗码（c/a）是用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码，它是由两个10级反馈位移寄存器构成的C码产生的。P码是卫星的精测码，码率为10.23MHZ它是由两个伪随机码PN1(t)和PN2(t)的乘积得到的。他们有何不同之处：C/A码长很短易于捕获；P码码长为6.19*1012bit，所以采用C/A码的搜索方式是无法实现的。C/A码的码元宽度较大，测距误差为29.32.93m；P码测距误差为2.930.293m，仅为C/A码的1/10C/a码作为粗测码还作为gps捕获吗，实现捕获p吗，ca吗民用易获取，p吗军用费用昂贵第四章14、什么叫导航电文、卫星信号？导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。又叫做数据吗（d吗）以二进制码形式，按规定格式组成，按帧向外播送的一系列信息卫星信号是：GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的调制波，它包含：载波、测距码和数据码15、什么叫初始整周未知数（模糊度）？什么叫周跳（整周跳变、跳周）？什么是信号失锁？确定模糊度的方法有哪些？常用的周跳探测与修复方法有几种？初始整周未知数（模糊度）是：在进行载波相位测量时，由于载波信号是周期性的正弦信号，而相位测量只能测定不是一个波长的部分，存在的整周不确定性为整周模糊度。周跳（整周跳变、跳周）是当信号重新被跟踪后，整周计数就不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。这种现象称为周跳。信号失锁是如果在跟踪卫星过程中，由于某种原因，如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断，或受无线电信号干扰造成失锁。确定模糊度的方法有：一是伪距法；二是将整周未知数当做平差中的待定参数（整数解，实数解）；三是多普勒法（三差法）；四是快速确定整周未知数法。常用的周跳探测与修复方法有 5 种：屏幕扫描法；用高次差或多项式拟合法；在卫星间求差法；用双频观测值修复周跳；根据平差后的残差发现和修复整周跳变。16、写出伪距测量 利用gps卫星发播的伪随机码与接收机复制码的相关技术，测定测站到卫星之间的、含有时钟误差和大气层折射延迟的距离的技术和方法。17、写出载波相位测量 是利用接收机测定载波相位观测值或其差分观测值，经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差的技术和方法。18、精度因子是如何定义的？在GPS定位中，有哪几种精度因子？如何评定精度？试写出TDOP PDOP GDOP VDOP HDOP的定义。 （67-70）为了评价定位结果，在导航学中，一般采用有关精度因子DOP（Dilution Of Precision）的概念，其定义：Mx=DOP，DOP是权系数阵主对角线元素的函数，为等效距离测量中误差 。在实践中，根据不同要求，可选用不同的精度评价模型和相应的精度因子，通常有：(1)平面位置精度因子HDOP(horizontal DOP)及其相应的平面位置精度(2) 高程精度因子VDOP(Vertical DOP)及其相应的高程精度为：(3) 空间位置精度因子PDOP(Position DOP)及其相应的三维定位精度：(4) 接收机钟差精度因子TDOP(Time DOP)及其钟差精度：(5) 几何精度因子GDOP(Geometric DOP)，描述空间位置误差和时间误差综合影响的精度因子，相应的中误差：第六章19.什么是导航？GPS卫星导航的含义？导航是引导航行的意思，也就是确定航行体运动到什么地方和向何方向运动的意思。GPS卫星导航的含义是：即用导航卫星发送导航定位信号引导运动载体安全到达目的地的一门新兴科学。20、GPS卫星导航的方法主要有哪几种 单点动态定位；实时差分动态定位；后处理差分动态定位。第七章21、什么叫星历误差？它有何影响规律？可采用哪些方法消弱？星历误差是由星历所给出的卫星在空间的位置与实际位置之差称为卫星星历误差。影响规律：一是对单点定位的影响：星历误差在测站至卫星方向上影响测站坐标和接收机钟改正数中去。二是：对相对定位的影响：相对定位时，因星历误差对两站的影响具有很强的相关性，所以在求坐标差时，共同的影响可自行消去，从而获得精度很高的相对坐标。可采用削弱的方法是：建立自己的卫星跟踪网独立定轨；轨道松弛法（半短弧法 短弧法）；同步观测值求差；忽略轨道误差。22、相对论效应是如何克服的？相对论效应克服：在制造卫星中时预先把频率降为4.449*10（-10）f。23 什么叫多路径效应？克服多路径效应的措施主要有哪些？多路径效应是：在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收天线，这就将和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称为多路径效应。克服多路径效应的措施：【1】选择合适的站址：远离大面积平静水面 （1）测站不宜选择在山坡，山谷和盆地中（2）测站应离开高层建筑物，汽车也不宜距离过近；【2】对接收机天线的要求：（1）在天线中设置抑径板（2）接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。24、什么叫做电离层折射？怎样消除电离层折射的影响？电离层折射：电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线辐射，产生强烈的电离形成大量的自由电子和正离子。当GPS信号通过电离层时。如同其他电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化。所以用信号的传播时间乘以真空中光速而得到的距离就不会等于卫星至接收机间的几何距离，这种偏差叫电离层折射误差。1利用双频观测2利用 电离层加正模型加以修正3利用同步观测值求差25、什么叫做对流层折射？怎样消除对流层折射的影响？对流层折射:对流层与地面接触并从地面得到辐射热能，其温度随高度的上升而降低，GPS信号通过对流层时，也是传播的路径发生弯曲从而使测量距离产生偏差这种现象叫做对流层折射。1）采用对流层模型加以改正。2）引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据处理中一并求得。3）利用同步观测量求差。4）利用水汽辐射计直接测定信号传播的影响。第八章26、什么叫GPS网的基准设计？GPS网的基准包括哪些？GPS测量获得的是GPS基线向量，属于WGS-84坐标系的三维坐标差，实际我们需要的是国家坐标西或地方独立坐标系的坐标，所以在GPS网的技术设计时，必须明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据，即明确GPS网所采用的基准。我们将这项工作称为GPS网的基准设计。GPS网的基准包括位置基准，方位基准，和尺度基准。3对于三角网 环形网 星形网有何优缺点 适用情况三角网 用点连式或边连式组成连续发展的三角网，适用于狭长地区的gps布网，如铁路公路及管线工程勘测环形网 将同步图像布设为直伸状，形同导线结构式的gps网，各独立边应组成封闭状，形成非同步图形，用以检核gps点的可靠性，适用于精度较低的gps布网，星形网 几何图形简单，其直接观测边间不构成任何闭合图形，所以检查和发现粗差的能力比点连式更差，但只需两台仪器就可以作业，若有三台仪器，一为中心站，另两台可流动作业，不受同步条件限制，方法简单，作业速度快，适用于精度较低的工程测量，地质地球物理测点，边界测量，地籍测量和碎部测量等27.数据预处理的主要目的？包括哪些内容？主要目的是对原始数据进行编辑，加工整理，分流并产生各种专用信息文件，为进一步的平差计算做准备。包括以下内容；1数据传输2数据分流3统一数据文件格式将不同类型接收机的数据记录格式，项目和采样间隔，统一为标准化的文件格式，以便统一管理4卫星轨道的标准化5探测周跳，修复载波相位观测值6对观测值进行必要改正28、GPS测量任务的完成后，上交资料的内容一般应包括哪些？1测量任务书与专业设计书；2点之记、环视图和测量标志委托保管书；3卫星可见性预报表和观测计划；4外业观测记录（包括原始记录的存储介质及其备份）测量手簿及其他记录（包括偏心观测）；5接收设备、气象及其他仪器的检验资料；6外业观测数据质量分析及野外检核计算资料；7数据加工处理中生成的文件（含磁盘文件）、资料和成果表；8GPS网展点图；9技术总结和成果验收报告；29、GPS数据处理流程？例举几种常用的GPS后处理软件。1）数据采集、数据运输、预处理、基线结算、GPS网平差。Trimble TGO Ashtech Solutions 南方测绘GPS 中海达 HDS2003 Gamit/globk软件（精密基线解算软件）Bernese软件30、GPS基线向量网平差有哪几种类型？1经典的自由网平差，又叫无约束平差；2GPS非自由网平差，又叫约束平差；3GPS网与地面网联合平差；31、GPS网空间无约束平差的目的有哪些？主要目的是检验网本身的内部符合精度以及基线向量之间的有无明显的系统误差和粗差，同时为用GPS大地高与公共点正高（或正常高）联合确定GPS网点的正高（或正常高）提供平差处理后的大地高程数据。32、如何提高GPS测量高程的精度？(4块其中一块)提高大地高（差）测定的精度a提高局部gps网基线解算的起算点坐标精度b改善gps星历的精度c选用双频gps接收机d观测时应选择最佳的卫星分布e减弱多路径误差和对流层延迟误差f大于10km的gps网点应实时测量气象参数提高联测几何水准的精度提高转换参数的精度提高拟合计算的精度a根据测区似大地水准面变化情况 合计布设已知点 选定足够的已知点b根据不同测区 选用合理拟合模型 对于高差大于100m的测区 一般要加以地形改正c对含有不同趋势地区的大测区，可采取分区计算的办法d计算时 坐标取到m或10m，但