山东科技大学泰山科技学院GPS试卷A

山东科技大学泰安校区(泰山科技学院)2010—2011学年第1学期《卫星定位原理及应用》试卷答案（A卷）题号一二三四总得分评卷人审核人得分名词解释（每空3分，共24分）1日月岁差：地区自转轴的长周期变化约为25800年绕黄极一周。是春分点产生每年约50.2”的长期变化，称之为日月岁差。2二体问题：忽略所有摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体问题。3无摄运动：只考虑地球质心引力作用的卫星运动称为卫星的无摄运动。4卫星星历：描述卫星运动轨道的信息称为卫星星历5GPS卫星信号：是GPS卫星向广大用户发送的用于导航定位的调制波，它包括有：载波、测距码和数据码。6SA技术：即有选择可用性技术，人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中，故意降低GPS定位精度。7GPS相对定位：若以两台接收机分别安置在两个固定不变的待定点上，则通过一定时间的观测，可以确定连个待定点之间的相对位置叫做相对定位。8电离层折射误差：当GPS信号通过电离层时，如同其他电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化，所以用信号的传播时间乘以真空中光速而得到的距离就会不等于卫星系统至接收机间的几何距离，这种偏差叫电离层折射误差。二、判断正误题（每题1分，共16分；正确的划“√”，错误的划“╳”）1、（╳）2、（√）3、（√）4、（╳）5、（√）6、（╳）7、（╳）8、(√)9、(╳)10、(╳)11、(√)12、(√)13、(√)14、(√)15、(√)16、(╳)三、简答题（共３７分）1在GPS系统中，GPS卫星的作用是什么？（3分）1．用L波段的两个无线载波向广大用户连续不断的发送导航定位信号。2.在卫星飞越注入站上空时，接收由地面注入站S波段发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时地发送给广大用户。3.接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时地改正运行偏差或启用备用时钟等。2定义球面坐标系并简述其与空间直角坐标系的坐标转换关系?（8分）1.天球坐标系的定义：球面坐标系原点与直角坐标系的原点重合，以原点O至空间点的距离P作为第一参数；以OP和OZ的夹角（取小于的值）作为第二参数（在实际工作常以90代替作为第二参数）。第三参数为ZOX平面与ZOP平面的夹角，自ZOX平面起算右旋为正。2.两者关系如下：rsinZcosrsinYcosrcosX)YXZ(arctan)XY(arctanZYXr222223GPS测量的误差来源有哪些，分别包含哪几种？（8分）1与信号传播有关的误差包括电离层折射误差，对流层折射误差以及多路径效应误差2与卫星有关的误差卫星星历误差，卫星钟误差以及相对论效应3与接收机有关的误差接收机钟差，接收机位置误差，天线相位中心位置误差，几何图形强度误差4其他误差包括地球自转的影响，地球潮汐改正。4GPS系统的特点有哪些?（7分）1.定位精度高2.观测时间短3.测站间无需通视4.可提供三为坐标5.操作简便6.全天候作业7.功能多，应用广5GPS技术设计书的编写内容包括哪些？（7分）1任务的来源及工作量2测区概况3布网方案4选点与埋标5观测6数据处理7完成任务的措施6整周未知数的确定方法有哪些？（4分）伪距法将整周未知数当作平差中的待定参数——经典方法多普勒法快速确定整周未知数法四、论述题（共23分）1.下列为控制点的分布图形，有三台GPS接收机,采用边连接方式进行布网,并注明同步环观测顺序(１１分)1234562试论述载波相位测量原理（12）载波相位测量的观测原理是GPS接收机所接收的卫星载波信号与接收机本振参考信号的相位差。以)t(kjk表示k接收机在接收机钟面时刻kt时所接收到的计卫星载波信号的相位值，)t(kk表示k接收机在钟面时刻kt时所产生的本地参考信号的相位值，则k接收机在接收机钟面时刻kt时观测卫星将所取得的相位观测量可写为：)t()t()t(kjkkkkjk通常的相位或相位差测量只是测出一周以内的相位值。实际测量中，如果对整周进行计数，则自某一初始取样时刻0t以后就可以取得连续的相位测量值。在初始0t时刻，测得小于一周的相位差为0，其整周数为j0N，此时包含整周数的相位观测值应为：j000jkN)t(j00k0jkN)t()t(j00jk0kN)t()t(接收机继续跟踪卫星信号，不断测定小于一周的相位差)t(，并利用整波计数器记录从0t到it时间内的整周变化量Int(),只要卫星Sj从t0到ti之间卫星信号没有中断，则初始时刻整周模糊度就为一常数，这样，任意一时刻ti卫星Sj到k接收机的相位差为：)(IntN)t()t()t(j0ijkikijk山东科技大学泰安校区(泰山科技学院)2010—2011学年第1学期《卫星定位原理及应用》试卷（A卷）班级姓名学号题号一二三四总得分评卷人审核人得分一、名词解释（每空3分，共24分）1日月岁差;2二体问题;3无摄运动;4卫星星历;5GPS卫星信号;6SA技术;7GPS相对定位;8电离层折射误差;二、判断正误题（每题1分，共16分；正确的划“√”，错误的划“╳”）1、（）GPS测得的站星之间的伪距就是指GPS卫星到地面测站之间的几何距离。2、（）GPS的测距码（C/A码和P码）是伪随机噪声码。3、（）GPS的空间部分（卫星星座部分）由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成，均匀分布在6个轨道上。4、（）在载波相位双差（先测站之间求差，后卫星之间求差）观测方程中，整周未知数已被消去。5、（）与卫星有关的GPS定位误差有：卫星星历误差、卫星钟误差和相对论效应误差。6、（）GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。7、（）GPS静态定位之所以需要观测较长时间，其主要目的是为了削弱卫星星历误差的影响。8、()GPS定位观测的精度主要取决于观测卫星的空间图形结构。9、()GLONSS卫星星座设计的基本参数是:卫星轨道面数为6,卫星高度19100KM,轨道倾角64.8度.10、()北斗导航定位系统是一种被动式导航定位系统.11、()子午卫星导航系统采用6颗卫星，并都通过地球的南北极运行12、()按照《规范》规定，我国GPS测量按其精度依次划分为AA、A、B、C、D、E六级，其中C级网的相邻点之间的平均距离为15～10km，最大距离为40km。13、()在20世纪50年代我国建立的1954年北京坐标系是参心坐标系。14、()双频接收机可以同时接收L1和L2信号，利用双频技术可以消除或减弱电离层折射对观测量的影响，所以定位精度较高，基线长度不受限制，所以作业效率较高。15、()我国自行建立第一代卫星导航定位系统“北斗导航系统”是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域导航系统，它由两颗工作卫星和一颗备份星组成了完整的卫星导航定位系统。16、()周模糊度是个已知的常量。三、简答题（共３７分）1在GPS系统中，GPS卫星的作用是什么？（3分）2定义球面坐标系并简述其与空间直角坐标系的坐标转换关系?（8分）3GPS测量的误差来源有哪些，分别包含哪几种？（8分）4GPS系统的特点有哪些?（7分）5GPS技术设计书的编写内容包括哪些？（7分）6整周未知数的确定方法有哪些？（4分）四、论述题（共23分）1.下列为控制点的分布图形，有三台GPS接收机,采用边连接方式进行布网,并注明同步环观测顺序(１１分)2试论述载波相位测量原理（12）