GPS考试卷(B)答案.doc

2009 -2010 学年第二学期期末考试答案（ B卷）院系 专业 班级 姓名 流水号 号 第 页院系 资源与环境学院 专业 地理信息系统 级 2008（1、2） 考试科目 GPS原理及应用 任课教师签名 院系负责人签名： 题号一二三四五六七八九十总分分数一、填空题（每空1分，共15分）1.全球定位系统是由空间部分、地面监控部分和用户部分组成的。其中地面监控部分是由主控站、监测站、注入站和通信及辅助系统组成的。2.GPS卫星是采用二进制相位调制法来进行信号调制的。4.测码伪距观测值所受到的电离层延迟与总电子含量(TEC)成正比，与信号频率的平方成反比。5.在软件控制下能依次对多个卫星进行观测，且循环观测一次的时间大于20ms的通道称为序贯通道。6. 目前正在运行的全球卫星导航定位系统有GPS和GLONASS。我国组建的第一代卫星导航定位系统称为北斗卫星导航定位系统 。二、单项选择题（每题2分，共20分） 1.GPS卫星之所以要发射两个频率的信号，其主要目的是为了（B）。A、消除对流层延迟 B、消除电离层延迟C、消除多路径误差 D、增加观测值个数2.组成宽巷观测值（wide lane）的主要目的是为了（C）。A、消除电离层延迟 B、提高定位精度C、便于确定整周模糊度 D、检核3.未经美国政府特许的用户不能用（D）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4. 在一般的GPS短基线测量中，应尽量采用（C）。A、单差解 B、三差解C、双差固定解 D、双差浮点解5. 可以通过下列哪些类型的文件获取GPS卫星位置信息（A）A.SP3文件 B.RINEX格式的M文件C.RINEX格式的M文件 D.RINEX格式的O文件6. 在高程应用方面GPS可以直接精确测定测站点的（A）A.大地高 B.正常高 C.水准高 D.海拔高7. 下列哪种时间标示法最不适合直接用于科学计算？（A）A历法 B儒略日 C约化儒略日 D年积日8. 我们可以采用六个轨道根数表示卫星的位置，在无摄运动中，六个轨道根数中会随着时间变化的根数是（D）A.轨道长半轴 B.轨道倾角 C.升交点赤经 D.平近点角9. GPS测量中，卫星钟和接收机钟采用的是哪种时间系统？（B）A恒星时 B GPS时 C国际原子时 D协调世界时10. WGS84系属于：（D）A瞬时天球坐标系 B协议天球坐标系C瞬时地球坐标系 D协议地球坐标系三、名词解释（每题3分，共15分）1、整周计数：载波相位测量的实际观测值为，由两部分组成。其中的值为接收机计数器自动记录的载波相位测量的整波段数，称为整周计数。2、接收通道：跟踪、量测、处理卫星信号的设备，由无线电元器件、数字电路等硬件和常用软件组成，一个接收通道在同一时间内只能接收一个卫星信号，据工作方式不同，可分为序贯通道、多路复用通道、多通道等。3、导航电文：由卫星向用户发送的有关卫星的位置、工作状态、卫星钟差及电离层延迟参数等信息的一组二进制代码，也称数据码。4、重建载波：由于载波上已用二进制相位调制法调制了测距码和导航电文，故接收到的卫星信号的相位也不连续，所以在进行载波相位测量前，必须设法将调制信号去掉，恢复载波，此项工作称重建载波，一般可采用码相关法、平方法等方法进行。5、广域差分GPS：在相当大的区域中均匀布设少量GPS基准站，各基准站均将观测值送往数据处理中心以便卫星星历误差、卫星钟将、电离层延迟模型等分离出来，并播发给用户的差分GPS系统称广域差分GPS。四、问答题（共50分）1、什么是SA？（5分）答：SA是美国政府为了限制非特许用户利用GPS的定位精度的一种政策。包括及技术（2分）。前者是在广播星历中人为加入误差，以降低卫星星历的精度；后者是在卫星钟频中引入快速抖动（3分）。2、能否采用双频改正方法消除对流层延迟？为什么？（10分）答：不能（3分）。因为双频改正的基础是利用两个频率在介质中的传播速度不同，通过测定两个频率信号到达接收机的时间差可以反推各自在该介质中的延迟量。其改正原理是建立在色散效应基础上的（4分）。对于GPS信号而言，由于其波长较长，在对流层中基本上不存在色散效应，两个频率的信号在其中的折射率相同，传播速度相同，故不能用与电离层改正相同的方法进行对流层双频改正（3分）。3、为什么说快速而准确地确定整周模糊度是载波相位测量中的关键问题？（5分）答：(1)精确的及修复周跳后的整周计数只有与正确的N配合使用才有意义，N出错将严重损害定位精度和可靠性。（3分）(2)在一般的GPS测量中，定位所需的时间即为确定模糊度所需的时间，快速确定N对提高GPS定位速度，提高作业效率具有重要作用。（2分）4、什么是伪距单点定位？说明用户在使用GPS接收机进行伪距单点定位时，为何需要同时观测至少4颗GPS卫星？（10分）答：根据GPS卫星星历和一台GPS接收机的伪距测量观测值来直接独立确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对坐标的方法叫单点定位，也叫绝对定位（2分）。由于进行伪距单点定位时，每颗卫星的伪距测量观测值中都包含有接收机钟差这一误差，造成距离测量观测值很不准确（4分）。需要将接收机钟差作为一个未知数加入到伪距单点定位的计算中，再加上坐标三个未知数，所以至少需要4个伪距观测值，即需要同时观测至少4颗GPS卫星（4分）。5、什么是静态相对定位载波测量？为什么在静态相对定位载波测量中广泛采用求差法？（10分）答：（要点）利用载波相位测量的观测值，确定处于静止状态，同步跟踪观测相同的GPS卫星的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法，称为静态相对定位载波测量（2分）。采用求差法的原因：(1)可以消去数量庞大的多余参数，例如卫星钟差，接收机钟差，甚至整周未知数，从而大大减少计算工作量。从数学上讲又是完全允许的（4分）。(2)对于短距离基线来说，可以消除很多误差的影响，例如电离层误差、对流层误差、卫星星历误差等（4分）。6、为什么在一般的GPS定位中广泛采用双差观测值？（5分）答：在载波相位测量中，多余参数的数量往往非常多。解算数千个未知数时不仅数据处理的工作量十分庞大，而且对计算机以及作业人员的素质也会提出较高的要求，此外，此外未知参数过多对解的稳定性也会产生不利的影响（2分）。采用双差观测值可以消去接钟差和卫星钟差，还会消弱电离层延迟和对流层延迟，在进行一般的GPS测量时（如布设城市控制网和工程测量等），由于边长较短，精度要求也不是很高，因而在观测方程中通常只需引入基线向量，整周模糊度，接收机钟差和卫星钟差，采用双差观测值进行单基线解算时，未知参数一般只有10个左右（基线向量3个分量及48个整周模糊度参数），多基线解算时也只有数十个位置参数，用一般的计算机就可以胜任数据处理工作。因而在一般的GPS定位中广泛采用双差观测值（3分）。7、什么叫多路径误差？在GPS测量中可采用哪些方法来消除或削弱多路径误差？（5分）答：经测站附近的反射