2025年GPS异常考核分析试卷

2025年GPS异常考核分析试卷考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。下列每小题备选答案中，只有一个是最符合题意的，请将正确选项字母填在题干后的括号内。）1.GPS系统由______组成。A.卫星星座、地面监控站、用户接收机B.卫星星座、地面计算中心、应用软件C.地面发射台、卫星星座、用户终端D.卫星星座、数据链路、地面管理网络2.提供GPS卫星导航电文的主要目的是什么？A.用于卫星之间的通信B.向用户广播精确的时间信息C.向用户广播卫星星历和卫星状态信息D.用于地面监控站之间的数据传输3.GPS信号在电离层传播时，主要受到哪种效应的影响？A.多普勒效应B.多路径效应C.传播延迟D.闪烁效应4.卫星几何构型对GPS定位精度的影响，通常用哪个参数来衡量？A.信噪比（SNR）B.接收机噪声系数C.广义位移（GDOP）D.卫星可见数量5.在GPS测量中，载波相位测量相比伪距测量，其优势在于？A.对大气延迟不敏感B.测量分辨率更高C.信号强度更弱D.更容易实现实时定位6.以下哪种现象是指接收机丢失与某一卫星的锁定状态？A.周跳B.信号失锁C.伪距跳变D.载波相位模糊度失锁7.导致GPS伪距测量值突然出现较大跳跃的主要原因是？A.接收机钟差变化B.电离层延迟变化C.卫星星钟误差D.信号被反射（多路径）8.在GPS数据质量监控中，通常用哪个参数来反映定位结果对卫星几何构型的敏感程度？A.PDOPB.HDOPC.VDOPD.TDOP9.当GPS接收机在室内或茂密树荫下使用时，很容易受到哪种现象的影响，导致定位精度下降？A.周跳B.信号失锁C.多路径效应D.电离层闪烁10.下列哪种误差通常被认为是可以通过差分GPS（DGPS）技术有效消除或减弱的？A.卫星星钟误差B.接收机钟差C.大气延迟误差（部分）D.卫星轨道误差（部分）11.GPS信号失锁后，接收机重新捕获卫星信号并恢复定位所需的时间称为？A.周跳修复时间B.信号失锁时间C.初始化时间D.数据采集时间12.以下哪个术语描述的是载波相位测量中，由于接收机或卫星时钟的误差，使得相位测量值出现非整数个波长的不连续跳变？A.伪距跳变B.周跳C.信号闪烁D.模糊度跳变13.信号强度指示通常用哪个参数表示？A.GDOPB.PDOPC.信噪比（SNR）D.坐标dilutionofprecision14.GPS接收机在进行初始化（首次定位）时，需要确定载波相位观测值的整数模糊度，这个过程称为？A.定位解算B.模糊度固定C.数据平滑D.坐标转换15.由建筑物、山体等反射的GPS信号直接到达接收机，与直射信号叠加，导致信号失真，这种现象称为？A.电离层延迟B.对流层延迟C.多路径效应D.星历误差16.以下哪种现象是指接收机测量的伪距或载波相位值，其实际值并未发生跳变，但由于数据处理算法错误或模型不完善，导致计算结果出现异常变化？A.真实跳变B.假跳C.周跳D.信号干扰17.RINEX数据文件头中包含了哪些信息？A.卫星星历和历书数据B.接收机原始观测数据C.观测站信息、观测时间、观测卫星列表、数据质量标志等D.地球坐标系参数18.当GPS接收机受到强电磁干扰时，可能出现的现象是？A.信号失锁B.周跳C.伪距跳变D.以上都可能19.在高动态GPS测量中，为了精确测定载体速度，通常需要采用什么技术？A.伪距差分B.载波相位差分C.多普勒积分D.坐标转换20.以下哪个不是影响GPS定位精度的内部因素？A.接收机钟差B.卫星钟差C.大气延迟D.接收机天线相位中心偏差二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。下列每小题备选答案中，有两个或两个以上是符合题意的，请将正确选项字母填在题干后的括号内。多选、错选、漏选均不得分。）21.GPS定位系统的主要用途包括哪些？A.航天测控B.地面导航C.精密测绘D.电力调度E.移动通信22.下列哪些因素会导致GPS信号传播路径发生变化，引起传播延迟？A.电离层电子密度不均匀B.对流层大气温度压力变化C.信号被建筑物反射D.信号经过不同介质E.卫星高度角较低23.影响GPS定位精度的几何因素主要有哪些？A.可见卫星数量B.卫星的几何分布（GDOP相关）C.接收机位置精度D.大气延迟E.卫星星钟误差24.常见的GPS异常现象有哪些？A.信号失锁B.周跳C.伪距跳变D.载波相位整周模糊度失锁E.信号强度突然增强25.以下哪些是GPS接收机可能出现的内部故障导致的异常？A.信号失锁B.噪声水平异常增高C.伪距测量值异常稳定（无变化）D.无法进行初始化E.数据输出错误26.电离层延迟对GPS测量的影响具有哪些特点？A.随卫星高度角增加而减小B.仅在白天存在C.对不同频率的信号影响不同（频率越高影响越小）D.可以通过模型修正进行消除E.是导致定位精度误差的主要来源之一27.为了提高GPS定位精度，可以采取哪些措施？A.增加可见卫星数量B.提高卫星几何构型质量（改善GDOP）C.采用差分GPS技术D.使用高精度接收机E.在低高度角时停止观测28.以下哪些信息通常包含在GPS观测数据文件中？A.观测时间戳B.卫星星号和PRN号C.伪距观测值和载波相位观测值D.数据质量标志E.接收机天线坐标29.信号干扰对GPS接收机的影响可能表现为？A.信号失锁B.伪距测量值随机跳动C.信噪比（SNR）下降D.载波相位测量值模糊度固定失败E.接收机死机30.在进行GPS数据质量分析时，通常会关注哪些指标？A.信噪比（SNR）B.历元间伪距差分值C.周跳信息D.数据质量标志（如IQflag）E.卫星可见数量三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分。请将答案写在答题纸上对应题号后。）31.简述GPS定位的基本原理。32.解释什么是多路径效应，并说明其对GPS定位精度的主要影响。33.什么是周跳？产生周跳的主要原因是什么？34.简述电离层延迟和对流层延迟对GPS信号传播的影响及其主要区别。35.在实际GPS测量中，如何初步判断接收机是否出现了信号失锁现象？四、综合分析题（本大题共2小题，每小题20分，共40分。请将答案写在答题纸上对应题号后。）36.某GPS接收机在一段时间内的观测数据显示，部分历元的伪距观测值出现突然且无规律的大幅跳跃，同时相应的载波相位观测值也表现出不连续性，但信噪比基本保持稳定。接收机未报告任何硬件故障，且该时段卫星可见数量良好。请分析可能的原因，并说明初步的判断依据。37.提供一段模拟的RINEX观测数据摘要信息（此处假设提供，例如：站名PRN1PRN2PRN3...观测时段开始时间观测时段结束时间，以及几个关键历元的伪距观测值和质量标志、载波相位观测值和质量标志等）。要求：根据所提供的数据摘要和观测值特征，识别出至少两种存在的GPS异常现象，分别说明判断依据，并分析这些异常现象可能对定位结果造成的影响。试卷答案一、单项选择题1.A2.C3.C4.C5.B6.B7.D8.A9.C10.C11.C12.B13.C14.B15.C16.B17.C18.A19.C20.C二、多项选择题21.ABC22.ABDE23.AB24.ABCD25.ABCDE26.ACE27.ABCD28.ABCDE29.ABC30.ABCD三、简答题31.GPS定位的基本原理是：利用分布在特定轨道上的GPS卫星不断向地面发射包含自身位置信息的无线电信号；地面接收机接收至少四颗卫星的信号，通过测量信号传播时间来计算接收机与各卫星之间的距离；然后，以一颗卫星为已知点，利用三维空间距离交会原理，解算出接收机在三维坐标系中的位置坐标（经度、纬度、高度）。为了提高精度，通常采用载波相位测量技术。32.多路径效应是指GPS信号在传播路径中遇到建筑物、地面、山坡等障碍物后，发生反射、折射，形成多条到达接收机的路径（直射路径和反射路径等）。这些反射信号与直射信号在接收机天线处叠加，产生干涉现象。其影响主要体现在：引起信号到达时间延迟、信号幅度变化、相位调制、信噪比下降，导致伪距测量值偏差和定位精度下降。33.周跳是指GPS载波相位观测值在测量过程中出现的非整数个波长的不连续跳跃。产生周跳的主要原因是：当接收机在跟踪卫星信号时，由于信号被遮挡（如卫星被地球边缘遮挡、信号穿过电离层异常区域）导致载波相位观测值在整数周之间发生突然的跳变，接收机无法检测到这个跳变，使得相位测量值看起来像是跳跃了一周或多周。34.电离层延迟是指GPS信号在穿过地球电离层（电离层电子密度不均匀）时，传播速度发生变化，导致信号传播路径弯曲和传播时间延迟。其影响与信号频率成反比（频率越高，延迟越小）。对流层延迟是指GPS信号在穿过地球对流层（大气层低层）时，由于大气折射而引起的传播路径弯曲和时间延迟。其影响主要与信号频率、卫星高度角、大气折射率（受温度、压力、湿度影响）有关。主要区别在于：电离层延迟主要发生在高层大气，对高频信号影响较小，且延迟量通常较大；对流层延迟发生在低层大气，对所有频率信号影响程度相近，且延迟量相对较小，通常可以通过模型修正进行较好地消除。35.初步判断接收机是否出现信号失锁现象，可以关注以下几个方面：一是观察伪距或载波相位观测值是否突然变为固定值或出现异常大的跳变；二是查看信噪比（SNR）指示是否突然大幅下降或变为无效值；三是检查接收机状态信息或数据质量标志，看是否有失锁或故障的提示；四是观察卫星可见数量是否明显减少；五是如果可能，对比其他同步观测的接收机，看是否存在相同问题。四、综合分析题36.可能的原因分析：*信号被短暂遮挡：卫星被地球边缘、建筑物、山体等短暂遮挡，导致信号丢失或质量下降，引起失锁和伪距跳变。*信号质量下降：虽然信噪比稳定，但可能存在间歇性的信号质量下降（如信号强度波动、载波抖动加剧），导致接收机难以稳定跟踪，时而失锁时而锁定，表现为伪距跳变。*接收机内部噪声或干扰：接收机内部电子元件不稳定或受到间歇性干扰，导致测量噪声增大或数据输出错误，可能间接表现为伪距的异常跳动。*电离层快速扰动：强烈的电离层活动可能导致信号相位快速变化，引发周跳或类似伪距跳变的现象。初步判断依据：*异常发生在特定历元，与时间相关。*伪距和载波相位同时表现出不连续性特征。*卫星可见数量良好，排除了整体信号环境极差的可能。*接收机未报告硬件故障，排除了明显的硬件损坏。这些异常现象对定位结果的影响是：导致定位点坐标出现突然的位移偏差，降低该时段定位结果的精度和可靠性，需要进行数据剔除或采用差分技术等手段处理。37.（假设提供的数据摘要如下，用于分析）*数据摘要示例：站名PRN1PRN2PRN3...观测时段开始时间观测时段结束时间*假设某历元数据：伪距PRN1=...,Q1；伪距PRN2=...,Q2；伪距PRN3=...,Q3；载波相位PRN1=...,I1,D1；载波相位PRN2=...,I2,D2；载波相位PRN3=...,I3,D3；其中Q代表质量标志，I代表周跳整数模糊度，D代表浮点解相位部分。*异常现象一分析：*假设发现伪距PRN1的质量标志Q1指示为粗差或异常。*判断依据：质量标志Q1表明该伪距观测值质量不可靠，可能受到干扰、信号丢失或内部故障影响。*