《空间定位技术与应用》考试题(A)资料

1内蒙古科技大学2015/2016学年第二学期《空间定位技术与应用》考试题（A）资料课程号：721431700－０1考试方式：闭卷使用专业、年级：测绘13任课教师：张会战考试时间：一、填空题（共8题20空，每空1分，共20分）1．卫星定位系统是由空间卫星星座,地面控制系统__和用户设备___三大部分组成。2．GPS共有24颗卫星均匀分布在6个轨道面内，轨道面倾角55°。3．GPS卫星的核心部件是__高精度的时钟_,__导航电文存储器__,__双频发射和接收机_以及___微处理机__。4.卫星测量中常用坐标系有瞬时极天球坐标系,瞬时极地球坐标系_,固定极天球坐标系__,固定极地球坐标系__。5.开普勒轨道参数是长半轴__,偏心率__,真近点角__,升交点赤经__,轨道面倾角__,近地点角距_。6．GPS广播星历共有16__个参数,其中1个参数,6__个对应参考时刻的开普勒轨道参数和9___个反映摄动力影响的参数。7.GPS卫星星历分为__预报星历___和后处理星历__。8．GPS接收机按用途可分为导航型接收机,测地型接收机__和授时型接收机___。9.GPS接收机按工作原理可分为码相关型接收机,平方型接收机__，__混合型接收机___和干涉性接收机__。考生班级________________学生学号：□□□□□□□□□□□□学生姓名：________________………………………………………装………………………………………订…………………………………线…………………………………210.GPS接收机主要有GPS接收机天线单元__、GPS接收机主机单元___和__电源__三部分组成。11.GPS接收机天线主要有__单板天线_,__四螺旋形天线__,__微带天线_,___锥形天线__。12.依据测距的原理，GPS定位原理与方法主要有伪距法定位,载波相位测量定位__和差分GPS定位___。13.重建载波一般可采用码相关法__和平方法___两种方法。14.差分GPS可分为单机站差分__、局部区域差分___和广域差分__三种类型。15.求解相位起始模糊度的方法通常有删除法,模糊度函数法__，FARA法，和_消去法__。16.GPS测量中与信号传播有关的误差有电离层折射误差,对流层折射误差__和多路径效应误差___。17.与卫星本身有关的误差卫星星历误差,卫星钟误差__和相对论效应___。18.与接收机有关的误差接收机误差,接收机位置误差__，天线相位中心位置误差和几何图形强度误差___。19.GPS网的基准包括位置基准__、方位基准___和高程基准__。20.GPS测量数据处理流程有数据采集,数据传输__，预处理，基线解算和_GPS网平差__。.3二、名词解释（共5题，每题3分，共15分）1．恒星时系统：以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所定义的时间系统为恒星时系统。2．卫星星历：是描述卫星轨道的信息，是一组对应某一时刻的轨道参数及其变率。4．后处理星历：是一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪站所获得的对GPS卫星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。3．伪距法定位：是由GPS接收机在某一时刻测出四颗以上GPS卫星的伪距以及已知卫星位置，采用距离交会法的方法求定接收机天线所在点的三维坐标。4．伪距：就是由卫星发射的测距信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离。5．重建载波：在载波相位测量前对导航电文进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波的工作。6．周跳：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4而暂时中断，或受无线电信号干扰造成失锁，计数器无法连续计数。因此，当信号重新被跟踪后，整周计数不正确，但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。7．GPS绝对定位：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。8．GPS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）。9．静态绝对定位：接收机天线处于静止状态下，确定观测站坐标的方法。10．伪距差分动态定位：就是用两台接收机在两个测站上同时测量来自相同GPS卫星的导航定位信号，用以联合测得动态用户的精确位置。11．多路径误差：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）进入接收机天线，这将和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使干涉值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。12．GPS网的基准设计：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。三、问答题（共5题，每题5分，共25分）51．GPS系统的特点是什么?答：①定位精度高；②观测时间短；③测站间无需通视；④可提供三维坐标；⑤操作简便；⑥全天候作业；⑦功能多，应用广。2．描述瞬时极天球坐标系的定义。答：原点位于地球质心，z轴指向瞬时地球自转轴方向（真天极），x轴指向瞬时春分点（真春分点），y轴按构成右手坐标系取向。3．描述瞬时极地球坐标系的定义答：原点位于地球质心，z轴指向瞬时地球自转轴方向（真天极），x轴指向瞬时赤道面和包含瞬时地球自转轴与平均天文台赤道参考点的子午面之交点，y轴按构成右手坐标系取向。4．简述GPS卫星定位的基本原理是什么？答：应用无线电测距交会原理，由地面三个以上已知点（控制站）交会出卫星的位置，再利用三颗以上卫星的已知空间位置又可以交会出地面未知点（用户接收机）的位置。5．简述确定整周未知数N0的方法。答：①伪距法②将整周未知数N0当做平差中的待定参数——经典方法a．整数解b．实数解③多普勒法（三差法）6④快速确定整周未知数法评分标准：答对一条得1分。5．整周跳变的修复方法一般有什么方法？答：①屏幕扫描法②用高次差或多项式拟合法③在卫星间求差法④用双频观测值修复周跳⑤根据平差后的残差发现和修复周跳6．试阐述针对美国政府的ＳＡ和ＡＳ政策应采取的措施？答：①应用Ｐ－Ｗ技术和Ｌ１与Ｌ２交叉相关技术，使Ｌ２载波相位观测值得到恢复，其精度与使用Ｐ码相同。②研制能同时接收GPS和GLONASS信号的接收机。③发展DGPS和WADGPS差分GPS系统。④建立独立的GPS卫星测轨系统。⑤建立独立的卫星导航与定位系统。评分标准：答对一条得1分。7．试阐述差分GPS定位原理。答：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对定位结果进行修正，从而提高定位精度。8.试阐述广域差分GPS系统的特点。答：①中心站、监测站与用户站的站间距离从100km增加到2000km，定位精7度不会出现明显的下降。②在大区域内建立WADGPS网，需要的监测站数量很少，投资自然小，比LADGPS具有更大的经济效益。③WADGPS系统是一个定位精度分布均匀的系统，覆盖范围内任意地区定位精度相当，且精度较LADGPS高。④WADGPS的覆盖区域可以扩展到LADGPS不易作用的区域。⑤WADGPS使用的硬件设备及通讯工具昂贵，软件技术复杂，运行及维护费用较LADGPS高得多，而且WADGPS的可靠性与安全性可能不如单个的LADGPS高。9.试阐述削弱多路径误差的方法。答：①选择合适的站址c．测站应远离大面积平静的水面。d．测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中。e．测站应离开高层建筑物。②对接收机天线的要求a．在天线中设置抑径板。b．接收天线对于极化特性不同的反射信号应该具有较强的抑制作用。评分标准：答对一条得1分。10.试阐述削弱星历误差的方法。答：①选择合适的站址f．测站应远离大面积平静的水面。g．测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中。h．测站应离开高层建筑物。8②对接收机天线的要求c．在天线中设置抑径板。d．接收天线对于极化特性不同的反射信号应该具有较强的抑制作用。11.GPS网的基准设计应注意的问题。答：①为求定GPS点在地面坐标系的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干个。②为保证GPS网进行约束平差后坐标精度的均匀性以及减少尺度比误差影响，对GPS网内重合的国家高级控制点或原城市等级控制点，除未知点连接图形联测外，对他们也要适当的构成长边图形。③GPS网平差后可以得到GPS的在地面参照坐标系中的大地高，可根据具体情况联测高程点，进行高程拟合，联测高程点需均匀分布与网中。④新建GPS网的坐标应尽量与测区过去采用的坐标系统一致，如果采用的是地方独立或工程坐标系，一般还应了解以下参数：a．所采用的参考椭球；b．坐标系的中央子午线经度；c．纵、横坐标加常数；d．坐标系的投影面高程及测区平均高程异常；e．起算点的坐标值。评分标准：答对一条得1分。12.GPS数据预处理的基本内容是什么？答：主要目的是对原始数据进行编辑、加工整理、分流并产生各种信息文件，为进一步平差做准备。它的基本内容是：①数据传输；②数据分流；③统一数据格式；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。评分标准：答对一条得1分。.9测图前有哪些准备工作？①②③④⑤⑥①②③④⑤⑥四、计算题（1题，共10分）1．某城市GPS控制网共布设了20个点（其中5个是已知的高等控制点），采用静态作业方式组织施测，共有5台双频GPS接收机参加作业，要求平均重复设站次数不少于三次。问：至少共需观测多少个时段？总共可解算出多少条基线？其中多少条独立基线？多余观测基线数是多少？观测时段C=n*m/N=20*3/5=12（个）（2分）总基线数J总=C*N*(N-1)/2=12*5（5-1）/2=120（条）（2分）独立基线数J独=C*(N-1)=12*(5-1)=48（条）（2分）多于观测基线J多=C*(N-1)-(n-1)=48-19=29（条）（2分）