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GPS复习纲要题型一、单项选择题（5题，共15分）二、多项选择题（5题，共15分）三、填空题（10题，共20分）四、名词解释（3题，共12分）五、简答题（4题，共38分）第一章一、GPS的用途：测量，导航定位、测速、测时及授时；二、GPS系统的系统构成，说明每一部分的构成和作用；(习题2)三、其他卫星定位导航系统：——北斗（中国）、伽利略（欧洲），GLONASS（俄罗斯）；第二章2.1A．天球及相关概念（如：天极、黄道、春分点等）天球：是指以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。天轴：地球自转轴的延伸直线称之为天轴。天极：天轴与天球的交点称为天极。黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆。春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点称为春分点。B．天球坐标系（定义）--协议、瞬时天球坐标系，坐标轴指向--岁差与章动的概念岁差：在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，在天文学中称为岁差。章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，形成椭圆轨迹，这种现象称为章动。--坐标系旋转变换坐标系XYZ，保持原点不动，围绕Z轴旋转角度a，得到新坐标系xyz，那么旧坐标系一点（X,Y,Z）在新坐标系中的坐标（x，y，z）满足：2.2，2.3A．地球坐标系--瞬时、协议地球坐标系，坐标轴指向--极移的概念极移：地级点在地球表面上的位置是随时间而变化的，这种现象称之为地级移动，简称为极移。B．协议地球、协议天球坐标系的转换2.4，2.5A．参心坐标系：原点一般不在地球质心--1954北京坐标系和1980西安坐标系均为参心坐标系B．WGS-84--GPS使用，定位在该坐标系下的计算--协议地球坐标系（原点在地球质心）2.6A．世界时系统--恒星时、太阳时、世界时的概念恒星时：若以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间，称为恒星时。太阳时：平太阳连续两次经过本地子午线圈的时间间隔为一个平太阳日，一个平太阳日包含24和平太阳时。世界时：以平子夜为零时起算的格林威治平太阳时称为世界时。B．原子时--原子时、协调世界时、GPS时间系统的秒长均等于原子秒--协调世界时、GPS时间系统的概念协调世界时：以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷的时间系统。GPS时间系统：为了精密导航和测量的需要，GPS建立了专用的时间系统第三章3.23.33.4A．开普勒三大定律的内容第一定律：卫星运动的轨迹是一个椭圆，而该椭圆的一个焦点与地球的质心重合。第二定律：卫星在过地球质心的平面内运动，其向径在相同的时间内扫过的面积相等。第三定律：卫星运行周期的平方，同轨道椭圆长半径的立方之比为一常量，而该常量等于地球引力常数GM的倒数。B．画图并解释开普勒轨道6参数的几何及物理意义（习题3）C．轨道6参数除了能描述卫星瞬时位置，还能描述瞬时速度D．摄动力--概念摄动力：对天体运动起支配作用的质心万有引力以外的附加作用力。--哪些力是摄动力地球的非中心引力，太阳的引力，月球的引力，太阳光的直接与间接辐射压力，大气的阻力，地球潮汐的作用力，磁力及其他作用力。3.53.6A．卫星星历--概念+卫星星历：是描述卫星运动轨道的信息，即是一组对应于某一时刻的卫星轨道根数及其变率。--分类预报星历（广播星历）和后处理星历（精密星历）预报星历：是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户的，而用户利用接收机接收到的信号，并经过解码便可获得所需要的卫星星历。后处理星历：是根据地面跟踪站所获得的精密观测资料计算而得到的星历。B．GPS中的伪随机噪声码--作用用于GPS伪距测量--分类：C/A码、P码--特点及区别特点：C/A码的特点：1、C/A码的码长较短，易于捕获，而通过捕获C/A码所得到的信息，又可以方便地捕获P码，所以，通常称C/A码为捕获码。2、C/A码的码元宽度较大。由于其精度较低，所以称C/A码为粗精度码。P码的特点：1、P码的码长较长，一般是先捕获C/A码，然后根据导航电文中给出的相关信息，再捕获P码。2,、P码的码元宽度为C/A码的1/10，可用于较精密的导航和定位，称为精码。区别：C/A用于民用，P码供军事使用。--如何使用反馈式移位寄存器产生书P603.83.10A．用户如何获得卫星位置需要从卫星广播的导航电文取出卫星轨道星历，计算卫星当时的实际位置。B．信号采用相位调制，分L1，L2波段，每个波段包含哪些码？L1波段:C/A码、P码和导航电文L2波段：P码和导航电文C．GPS用户测出的卫星至测站距离为什么叫伪距由于卫星钟、接收机钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层的时延，实际测出的距离与卫星到接收机的距离有一定差值，因此一般称量测出的距离为伪距D．伪距的概念、伪距测量实际是测量信号的传播时间伪距：由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的量测距离E．SA技术对定位产生什么影响1:降低单点定位精度2：降低长距离相对定位的精度3:SA技术增加了高精度相对定位数据处理以及整周未知数确定的难度第四章4.14.24.3A．绝对/相对定位，动态/静态定位的区别绝对定位：一般适用于低精度的测量领域，例如车辆、船只和飞机的导航，考古，旅游，地质调查及林业调查等。相对定位：精度较高，广泛的应用于大地测量、精密工程测量、地球动力学的研究及精密导航中。B．伪距：测码伪距和测相伪距C．几何精度因子反映卫星的空间几何分布对定位精度的影响，越大越好？越小越好？越小越好D．绝对定位、相对定位的基本思想绝对定位：主要是以GPS卫星和接收机天线之间的距离为基本观测量，利用已知的卫星瞬时坐标来确定接收机天线在协议地球坐标系中的位置。相对定位：GPS相对定位也叫差分GPS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）。E．在静态单点定位中，若观测了一个小时（历元间隔取15秒），问可构成多少个观测方程？4.34.4A．伪距/位置差分GPS的区别它们的区别在于发送改正数的内容不同，其定位精度不同，差分原理也有所不同。B．单基准站差分GPS的定位误差随用户距离基准距离的增大而增大，多基准站差分GPS则不然第五章5.1A、GPS定位主要面临哪些误差？哪些与卫星、传播路径、接收机有关？哪些是系统误差、偶然误差？系统误差是GPS测量的主要误差源。卫星部分：星历误差；钟误差；相对论效应（误差来源）信号传播：电离层；对流层；多路径效应信号接收：钟的误差；位置误差；天线相位中心变化其他影响：地球潮汐；负荷潮偶然误差包括卫星信号的多路径效应及观测误差等；系统误差主要包括卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射误差等B、消除系统误差的主要措施1建立系统误差模型，对观测量进行修正2引入相应的未知参数，在数据处理中同其他未知参数一并求解3将不同观测站对相同卫星进行的同步观测值求差5.25.3A．星历误差、卫星钟误差、相对论效应、电离层折射误差、对流层折射误差、多路径误差——概念、误差表现——成因，和什么（卫星？传播路径？接收机？）有关——消除、减弱方法双频接收机：消除电离层折射误差星历误差：指卫星星历所提供的卫星空间位置与实际位置的偏差。成因：由于卫星在运动中受到多种摄动力的影响，单靠地面监测站难以精确可靠的测定这些作用力对卫星的作用规律，因而在星历预报时会产生较大的误差。消除方法:1建立卫星跟踪网独立测轨2采用轨道改进法相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起两钟之间产生相对钟误差的现象消除方法：在制造卫星钟时预先把频率降低4.449x(10的-10次方）f0电离层折射误差：GPS信号通过电离层时，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生改变，这样，以信号的传播时间乘上真空中光速而得到的距离将不等于卫星至接收机间的几何距离，由此产生的误差叫电离层折射误差。减弱措施：1利用双频观测站测量2利用电离层改正模型3利用同步观测值求差4选择有利观测时段对流层折射误差：GPS信号通过对流层时，传播的路径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差，这种现象叫做对流层折射误差减弱措施：1在观测站直接测定其气象参数2引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据处理中一并求得3利用同步观测量求差多路径效应：指接收机天线除能直接接受卫星的信号之外，还可能接受到天线周围物体或地面反射的卫星信号。两种信号的叠加将引起天线相位中心位置的迁移，从而使观测量产生误差。措施：1选择合适的站址2对接收机天线的要求