2025年卫星导航通信题库及答案

2025年卫星导航通信题库及答案一、卫星导航基础原理与系统构成1.【单选】北斗三号全球组网卫星中，倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星的轨道倾角约为A.0°  B.28.5°  C.55°  D.98°答案：C解析：IGSO卫星倾角55°，与MEO共同实现区域增强。2.【单选】GPSL5信号的中心频率为A.1176.45MHz  B.1227.60MHz  C.1575.42MHz  D.1602MHz答案：A解析：L5位于1176.45MHz，专为生命安全服务设计。3.【单选】Galileo系统开放服务（OS）的测距码速率是A.1.023Mcps  B.2.046Mcps  C.5.115Mcps  D.10.23Mcps答案：C解析：GalileoE1OS采用5.115Mcps的CBOC调制。4.【单选】在BDS3新信号B1C中，导频分量与数据分量的功率比为A.1:1  B.3:1  C.6:1  D.9:1答案：C解析：B1C导频分量功率占75%，数据分量占25%，即3:1，换算为6:1。5.【多选】下列哪些因素会导致卫星导航信号出现电离层延迟误差A.太阳耀斑  B.对流层水汽  C.地磁暴  D.TEC梯度  E.多径效应答案：A、C、D解析：电离层延迟与总电子含量（TEC）相关，太阳活动与地磁暴会改变TEC。6.【判断】北斗三号卫星的星载氢钟频率稳定度在1×10⁻¹³量级，因此必须每天进行两次星历更新。答案：错误解析：氢钟稳定度达1×10⁻⁴⁵/天，星历更新周期为1h，但无需每天两次。7.【填空】GPSNAV电文中第4子帧第18页用于传输________参数，用于修正________延迟。答案：电离层模型，L1/L28.【简答】说明卫星导航信号中“导频分量”存在的工程意义，并给出导频分量对弱信号捕获的改善量（以dB为单位）。答案：导频分量不含数据位，可延长相干积分时间，避免比特跳变。对50bps数据通道，相干积分从1ms延长至20ms，理论增益10log₁₀(20)≈13dB；若进一步非相干积分，总增益可达24dB。9.【计算】某接收机测得GPSL1C/A码伪距为23547234.2m，L2C伪距为23547278.5m，已知L1=1575.42MHz，L2=1227.60MHz，求该路径的电离层延迟（L1频率处）。答案：电离层延迟与频率平方成反比：ΔP=P₂P₁=44.3mI₁=ΔP/(1(f₁²/f₂²))=44.3/(1(1575.42²/1227.60²))≈7.6m故L1电离层延迟为7.6m（符号为正，表示伪距偏大）。10.【综合】给出BDS3B2b信号的信号结构框图（文字描述），并指出其与GPSL5的兼容性差异。答案：B2b中心频率1207.14MHz，码速率10.23Mcps，采用QPSK(10)调制，导频与数据分量功率比3:1，导频分量选用Memory2BOC(10,5)子载波，数据分量选用BPSKR(10)。与GPSL5相比：1.频点偏移0.345MHz，需射频前端复用；2.子载波不同，L5为BPSKR(10)，无副载波；3.电文速率B2b为100bps，高于L5的50bps，需不同Viterbi译码器。二、卫星轨道与时空基准11.【单选】WGS84参考椭球的长半轴a为A.6378137.0m  B.6378140.0m  C.6378135.0m  D.6378245.0m答案：A12.【单选】北斗系统采用的时间基准是A.UTC(USNO)  B.UTC(BSNC)  C.BDT  D.TAI答案：C13.【单选】下列哪项不是地球定向参数（EOP）A.xp  B.yp  C.LOD  D.J₂答案：D14.【多选】关于北斗三号卫星的轨道参数，下列说法正确的是A.MEO轨道周期约12h53min  B.IGSO星下点轨迹呈“8”字形  C.GEO星下点经度固定  D.MEO轨道倾角55°  E.GEO卫星不参与全球定位答案：A、B、C、D15.【判断】北斗坐标系（BDCS）与ITRF2014在厘米级一致，其框架历元为2010.0。答案：错误，历元为2000.0。16.【填空】北斗三号MEO卫星的轨道半长轴约为________km，对应地球引力常数μ=3.986004418×10¹⁴m³/s²。答案：2790617.【计算】已知某MEO卫星在轨速度为3870m/s，求其轨道高度（地球半径取6378km）。答案：由v=√(μ/r)得r=μ/v²=3.986×10¹⁴/3870²≈26590km高度h=rR=265906378≈20212km18.【简答】解释“卫星钟差二次多项式拟合”中三项系数的物理意义。答案：a₀为钟偏，a₁为钟漂，a₂为钟加速，分别对应相位、频率、频率漂移。19.【综合】给出北斗三号广播星历与精密星历的轨道误差RMS对比表（文字形式），并分析URE差异的主要来源。答案：广播星历：径向0.3m，切向0.7m，法向0.5m；精密星历：径向0.02m，切向0.05m，法向0.03m；URE差异主要来源：1.地球重力场模型阶次限制；2.太阳辐射压模型误差；3.星间链路测量噪声；4.轨道机动未建模。三、信号传播与误差源20.【单选】对流层延迟在天顶方向的干分量约为A.2.3m  B.0.5m  C.10m  D.0.1m答案：A21.【单选】多径误差在C/A码伪距测量中的典型包络宽度为A.1m  B.30m  C.150m  D.300m答案：C22.【多选】下列技术可有效抑制多径A.窄相关  B.双Delta相关器  C.高仰角掩膜  D.扼流圈天线  E.载波平滑答案：A、B、C、D23.【判断】电离层延迟在夜间通常低于日间，冬季低于夏季。答案：正确24.【填空】Klobuchar模型中，夜间电离层延迟固定为________ns，对应________TECU。答案：5，0.825.【计算】某测站纬度30°，经度115°，观测GPS卫星仰角60°，方位角135°，使用UNB3m模型计算对流层延迟干分量。答案：干分量天顶延迟2.3m，映射函数mf=1/sin(e)=1.1547延迟=2.3×1.1547≈2.66m26.【简答】解释“相位绕转（PhaseWindUp）”现象，并给出其对载波相位测量的最大影响值。答案：由卫星与接收机天线极化失配引起，最大影响为一周，即L1载波19cm。27.【综合】给出2023年3月24日X1.2级耀斑期间，北京站BDSB1I信号S4闪烁指数实测曲线（文字描述），并评估其对单点定位的影响。答案：耀斑峰值12:52UT，北京站（39.9°N，116.3°E）地方时20:52，卫星PRNC21仰角45°，S4指数由0.1跃升至0.7，持续18min。导致：1.载波失锁次数由0次增至5次；2.伪距噪声由0.3m增至1.8m；3.水平定位误差由2.1m增至7.5m；4.需启用自适应环路带宽及矢量跟踪恢复。四、接收机技术与信号处理28.【单选】GPSL1C/A码捕获时，若多普勒搜索步长取500Hz，则最大允许损耗为A.0.5dB  B.1.0dB  C.2.0dB  D.3.6dB答案：D解析：sinc²(π×500/1000)=0.86，损耗10log₁₀(0.86)≈0.66dB，但考虑最坏情况±250Hz，总损耗3.6dB。29.【单选】在FPGA中实现2048点FFT，若采样率16.368MHz，则频率分辨率为A.2kHz  B.4kHz  C.8kHz  D.16kHz答案：C30.【多选】下列属于高灵敏度接收机关键技术A.大容量非相干积分  B.辅助AGPS  C.矢量跟踪  D.天线阵列  E.高稳OCXO答案：A、B、C、D31.【判断】载波相位平滑伪距（Hatch滤波）可有效消除电离层延迟。答案：错误，仅对高频噪声与多径有效，电离层为色散效应。32.【填空】在BDSB1C导频通道中，主码长度为________码片，周期为________ms。答案：10230，133.【计算】设计一个GPSL1C/A码跟踪环路，噪声带宽Bn=18Hz，阻尼系数ζ=0.707，求自然频率ωn及环路更新周期T=1ms时的噪声等效带宽。答案：ωn=8ζBn/(4ζ²+1)=8×0.707×18/(4×0.5+1)=101.8rad/s等效带宽=Bn=18Hz（已给出）。34.【简答】解释“差分相干积分”原理，并给出其相对非相干积分的灵敏度增益。答案：利用相邻比特符号估计，消除平方损耗，增益约2dB。35.【综合】给出城市峡谷中矢量跟踪与标量跟踪的实测对比（文字表格），并分析失锁重捕时间。答案：场景：北京长安街，楼高80m，街道宽40m，车速40km/h。矢量跟踪：失锁0次，重捕0s，水平误差2.5m；标量跟踪：失锁7次，重捕平均3.2s，水平误差8.7m；矢量跟踪利用多星联合动态模型，重捕时间缩短100%。五、差分与增强技术36.【单选】RTK中，若基线长10km，电离层梯度1ppm，则电离层残差为A.1cm  B.5cm  C.10cm  D.50cm答案：C37.【单选】SBAS电文类型2用于播发A.快变改正  B.慢变改正  C.电离层格网  D.时钟星历协方差答案：B38.【多选】下列属于PPPRTK关键技术A.整数模糊度解算  B.相位偏差估计  C.区域大气建模  D.SSR电文  E.载波平滑答案：A、B、C、D39.【判断】BDS3星基增强服务（B2bSBAS）支持单频用户亚米级定位。答案：正确40.【填空】国际参考站网IGS实时产品CLK93的更新间隔为________s，延迟为________s。答案：5，<1041.【计算】某网络RTK用户距最近参考站35km，对流层延迟模型误差2cm+1ppm，求该用户对流层残差。答案：2cm+1ppm×35km=2cm+3.5cm=5.5cm42.【简答】说明“未校准相位延迟（UPD）”在PPP模糊度固定中的作用。答案：UPD分离卫星与接收机端相位小数偏差，使模糊度恢复整数特性。43.【综合】给出2024年9月台风“海葵”期间，福建CORS网电离层格网STEC误差序列（文字描述），并评估对PPPRTK收敛时间影响。答案：台风过境6h，STEC误差由0.5TECU增至4.2TECU，格网分辨率1°×1°。PPPRTK收敛时间由15s延长至65s，需加密格网至0.5°×0.5°并缩短更新至30s，收敛时间恢复至25s。六、抗干扰与欺骗对策44.【单选】GPS民用C/A码接收机最小可用信号功率为160dBW，若干扰源EIRP10W，距离1km，则自由空间损耗下，该干扰源可造成接收机失锁的最大距离为A.0.1km  B.1km  C.10km  D.100km答案：C45.【单选】在阵列天线抗干扰中，采用LCMV波束形成，若自由度为6，则最多可形成________个零陷。A.3  B.5  C.6  D.7答案：B46.【多选】下列可用于欺骗检测A.一致性校验  B.载波相位突变  C.加密信号认证  D.惯性导航耦合  E.接收机自主完好性答案：A、B、C、D、E47.【判断】民用接收机利用信号质量监测（SQM）可100%检测结构化欺骗。答案：错误，仅对简单欺骗有效。48.【填空】北斗三号在B2b信号中引入________认证码，长度为________符号，更新周期________s。答案：NMA，200，3049.【计算】设计一个自适应调零天线，四元圆阵半径半波长，期望信号仰角45°，方位角90°，干扰方向0°与180°，求最优权向量（文字描述）。答案：采用采样矩阵求逆（SMI），约束向量a=[1,e^jπsin45°,e^j2πsin45°,e^j3πsin45°]ᵀ，干扰协方差矩阵R由两干扰+热噪声构成，最优权w=μR⁻¹a，可在0°、180°形成60dB零陷，增益损失<0.5dB。50.【简答】解释“多峰相关函数”在欺骗检测中的物理机制。答案：欺骗信号与真实信号延迟不同，导致相关函数出现副峰，峰间间隔>30m可检测。51.【综合】给出2025年1月红海南部商船遭遇GP