《卫星定位技术与应用》期末试卷答案2010

1 2009 10 学年第二学期学年第二学期 卫星定位技术与应用卫星定位技术与应用 期末试卷期末试卷 测绘工程 测绘工程 2007 级 级 班级班级 姓名姓名 学号学号 成绩成绩 一 填空题 每小题一 填空题 每小题 3 分 共分 共 15 分 分 1 目前卫星导航定位系统主要有哪几种 2 GPS 三大基本功能分别为 而 GPS 单点绝对定位至少需要观测 颗卫星 3 WGS 84 坐标系是指 4 瞬时载波相位差是指 5 同类型同频率载波相位观测值的线性组合主要有哪几大类 答案 答案 1 美国的 美国的 GPS 俄罗斯的 俄罗斯的 GLONASS 欧洲的 欧洲的 GALILEO 中国的 中国的 BDSS 等等 2 导航 定位 授时 导航 定位 授时 4 2 3 以地球质心为坐标原点的地固坐标系 坐标系的定向与国际时间局 以地球质心为坐标原点的地固坐标系 坐标系的定向与国际时间局 BIH1984 0 所定义的方向一致 所定义的方向一致 4 某一指定时刻接收机产生的参考载波信号与此时接收到的卫星载波信号 某一指定时刻接收机产生的参考载波信号与此时接收到的卫星载波信号 的相位之差 的相位之差 5 单差观测值 双差观测值 三差观测值 单差观测值 双差观测值 三差观测值 二 简答题 每小题二 简答题 每小题 5 分 共分 共 25 分 分 1 GPS 载波相位测量的优点是什么 载波相位测量需要解决的关键问题又有 哪些 2 GPS 测量发生周跳是指什么 产生的原因主要有哪些 3 国家 GPS 控制网包括哪些等级 而城市 GPS 控制网又包括哪些等级 4 GPS 网的设计指标指什么 评价 GPS 网设计的优劣主要指标又有哪些 5 GPS 控制网测量数据处理包括哪些流程 答案 答案 1 答 答 1 GPS 载波相位测量的优点 抗干扰性能好 定位精度高 用于精密定载波相位测量的优点 抗干扰性能好 定位精度高 用于精密定 位 位 2 需要解决的关键问题 载波重建 整周模糊度确定以及周跳的探测和修 需要解决的关键问题 载波重建 整周模糊度确定以及周跳的探测和修 复 复 2 答 答 1 GPS 测量发生周跳 是指由于卫星信号的失锁而使载波相位观测值中测量发生周跳 是指由于卫星信号的失锁而使载波相位观测值中 的整周计数所发生的突变现象 的整周计数所发生的突变现象 2 周跳产生原因 周跳产生原因 1 由于顶空障碍物阻挡 造成卫星信号暂时中断 由于顶空障碍物阻挡 造成卫星信号暂时中断 2 由于电离层条件差 多路径效应和卫星高度过低等原因 造成卫星信 由于电离层条件差 多路径效应和卫星高度过低等原因 造成卫星信 号的信噪比过低 导致整周计数错误 号的信噪比过低 导致整周计数错误 3 接收机软件发生故障 导致错误的信号处理 接收机软件发生故障 导致错误的信号处理 4 接收机在高速动态的环境下进行观测 导致接收机无法正确跟踪卫星 接收机在高速动态的环境下进行观测 导致接收机无法正确跟踪卫星 3 信号 信号 5 卫星发生瞬时故障 无法产生信号 卫星发生瞬时故障 无法产生信号 3 答 答 1 国家 国家 GPS 控制网包括控制网包括 AA 级 级 A 级 级 B 级 级 C 级 级 D 级 级 E 级 级 2 城市 城市 GPS 控制网包括二等 三等 四等 一级 二级 控制网包括二等 三等 四等 一级 二级 4 答 答 1 GPS 网的设计指标 是指导网的设计指标 是指导 GPS 网设计量化因子 是评价网设计量化因子 是评价 GPS 网设计网设计 优劣的数值标准 优劣的数值标准 2 评价 评价 GPS 网设计的优劣指标 质量指标 精度 可靠性 网设计的优劣指标 质量指标 精度 可靠性 效率指标 效率指标 费用指标 费用指标 5 答 答 GPS 控制网测量数据处理 包括数据预处理 起算点兼容性分析 网平差控制网测量数据处理 包括数据预处理 起算点兼容性分析 网平差 解算 精度评定 解算 精度评定 三 论述题 每小题三 论述题 每小题 8 分 共分 共 32 分 分 1 GPS 卫星信号有哪些构成 论述 GPS 测量的误差来源 并分析说明 GPS 测量的多路径效应以及减弱方法 2 用三点法如何求解坐标变换模型参数 写出具体步骤 3 GPS 高程测量中 GPS 高程二次曲面拟合应满足什么条件 试列出通常采 用的二次曲面拟合模型 并加以说明 4 单基站 GPS RTK 测量系统有几部分组成 其作业模式又有哪些 目前的网 络 RTK 采用的核心技术主要有哪些 答案 答案 1 答 答 1 GPS 卫星信号组成 测距码 卫星信号组成 测距码 P 码 码 C A 码 码 数据码 数据码 导航电文 导航电文 D 码码 L 波段 波段 L1 L2 载波 载波 GPS 测量的误差按其来源大致可分为三种类型 测量的误差按其来源大致可分为三种类型 1 与卫星有关的误差 主要包括星历误差 卫星钟的误差 地球自 与卫星有关的误差 主要包括星历误差 卫星钟的误差 地球自 转的影响和相对论效应的影响等 转的影响和相对论效应的影响等 4 2 信号传播误差 主要包括信号通过电离层折射和对流层折射的影 信号传播误差 主要包括信号通过电离层折射和对流层折射的影 响 信号传播多路径效应的影响 响 信号传播多路径效应的影响 3 观测误差和接收设备的误差 接收设备的误差主要包括接收机钟 观测误差和接收设备的误差 接收设备的误差主要包括接收机钟 差和天线相位中心的位置偏差 差和天线相位中心的位置偏差 3 多路径效应 由于接收机周围高大建筑物或水面对电磁波产生的反 多路径效应 由于接收机周围高大建筑物或水面对电磁波产生的反 射作用而引起的定位误差 其中金属材料 水面等反射较强 射作用而引起的定位误差 其中金属材料 水面等反射较强 减弱方法 减弱方法 1 天线安置尽量避开强反射物 如水面 平坦光滑地面 天线安置尽量避开强反射物 如水面 平坦光滑地面 平整的建筑物等 平整的建筑物等 2 选用防多路径效应的天线 如扼流圈天线等 选用防多路径效应的天线 如扼流圈天线等 2 答 答 1 解算平移参数 解算平移参数 或或 ii ii ii ZZZ YYY XXX 3 3 3 ii ii ii ZZZ YYY XXX 2 解算缩放参数 解算缩放参数 或或 i ii S SS 3 i 3 利用转换模型求定旋转参数 利用转换模型求定旋转参数 ZYX 3 答 答 1 GPS 高程拟合采用二次曲面拟合时 必须具有高程拟合采用二次曲面拟合时 必须具有 6 个以上的个以上的 GPS 水水 准联测点 准联测点 2 通常采用的二次曲面拟合模型为 通常采用的二次曲面拟合模型为 0 0 5 2 4 2 3210 yyy xxx yxayaxayaxaa ii ii iiiiiii 但在实际测量工作中 应根据但在实际测量工作中 应根据 GPS 水准联测点的分布情况选用不同的水准联测点的分布情况选用不同的 方案进行计算和分析 方案进行计算和分析 4 答 答 1 组成 组成 GPS 接收机 基准站 流动站 接收机 基准站 流动站 数据传输系统 数据链 数据传输系统 数据链 基准站发射台 流动站接收台 基准站发射台 流动站接收台 软件系统 软件系统 2 作业模式 快速静态测量 准动态测量 动态测量 作业模式 快速静态测量 准动态测量 动态测量 5 3 采用核心技术 虚拟参考站 采用核心技术 虚拟参考站 VRS 占 占 95 左右 主辅站概念 左右 主辅站概念 MAC 占 占 5 左右 区域改正 左右 区域改正 FKP 占 占 1 左右 综合误差内插 左右 综合误差内插 CBI 2002 年 武大年 武大 GPS 工程中心提出的 极少使用 增强参考站工程中心提出的 极少使用 增强参考站 ARS 2007 年 西南交大提出的 尚未展开应用 年 西南交大提出的 尚未展开应用 四 综合题 共四 综合题 共 28 分 分 1 采用 GPS 进行静态控制测量 试问 18 分 1 用 3 台接收机进行 GPS 静态相对定位测量 建立一个大地四边形 至少 需要观测几个时段 2 用 6 台 GPS 接收机同时观测一个时段 可以获得几条单基线双差解 其 中又有几条又是相互独立的 此时可以组成多少个相互独立的同步观测 环 3 GPS 外业观测成果的检核包括哪几项 分别有哪些检验指标 2 简述我国卫星定位技术的应用概况和发展前景 10 分 答案 答案 1 答 答 1 用 用 3 台接收机进行台接收机进行 GPS 静态相对定位测量 建立一个大地四边形 静态相对定位测量 建立一个大地四边形 至少需要至少需要 3 个观测时段 个观测时段 2 单基线双差解个数 单基线双差解个数 2 1 1 15 2 k nkk nCn n 相互独立的双差解个数 相互独立的双差解个数 15 pk nn 相互独立的同步观测环个数 相互独立的同步观测环个数 1 10 rk nnn 3 基线处理完成后应对其结果作以下分析和检核 基线处理完成后应对其结果作以下分析和检核 6 1 同一测段基线向量解算质量评定 包括双差观测值残差 观测值 同一测段基线向量解算质量评定 包括双差观测值残差 观测值 中误差 基线长度中误差 双差模糊度的整数性分析等分析 中误差 基线长度中误差 双差模糊度的整数性分析等分析 2 不同测段所有基线解算质量检核 一般包括 不同测段所有基线解算质量检核 一般包括 同步环坐标分量及全长相对闭合差的检查 同步环坐标分量及全长相对闭合差的检查 坐标分量闭合差限差 坐标分量闭合差限差 5 xyz n WWW 全长相对闭合差限差 全长相对闭合差限差 222 3 5 xyz n WWWW 式中式中 n 为同步环的边数 为同步环的边数 为相应级别规定的观测精度 按平均边长为相应级别规定的观测精度 按平均边长 计算 计算 非同步环坐标分量及全长相对闭合差的检查 非同步环坐标分量及全长相对闭合差的检查 坐标分量闭合差限差 坐标分量闭合差限差 1 2 n xi i Wxn 1 2 n yi i Wyn 1 2 n zi i Wzn 全长相对闭合差限差 全长相对闭合差限差 式 式 222 2 3 xyz WWWWn 中中 n 为独立环边数 为独立环边数 重复基线的检查 重复基线的长度较差满足 重复基线的检查 重复基线的长度较差满足 22 s d 2 答 答 中国卫星导航技术应用领域十分广阔 传统测量应用及军工相关应用中国卫星导航技术应用领域十分广阔 传统测量应用及军工相关应用 的比例在逐年下降 应用已渗透到许多崭新的行业 的比例在逐年下降 应用已渗透到许多崭新的行业 1 通信行业用 通信行业用 GPS 做时间同步测控 做时间同步测控 2 电力 有线电视 城市地下管道采用 电力 有线电视 城市地下管道采用 GPS 布设线路 布设线路 3 交通 运输部门用 交通 运输部门用 GPS 等相关集成技术营建等相关集成技术营建 ITS 系统和监控系统 系统和监控系统 4 公安 银行 医疗 消防等用 公安 银行 医疗 消防等用 GPS 营建紧急救援或报警系统 营建紧急救援或报警系统 5 汽车 船舶用 汽车 船舶用 GPS 导航 导航 6 GIS 数据提供商用数据提供商用 GPS 采集地理信息相关数据 并提供位置信息采集地理信息相关数据 并提供位置信息 相关服务 相关服务 LBS 7 广播电视行业用 广播电视行业用 GPS 与罗盘制造卫星电视定向接收天线 与罗盘制造卫星电视定向接收天线 7 8 电子商务领域