GPS试题库与答案资料

一、填空（每空1分，共20分）1.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。2.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。3.在GPS定位测量中，观测值都是以接收机的相位中心位置为准的，所以天线的相位中心应该与其几何中心保持一致。4.按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括空间卫星部分、地面监控部分和用户接收部分。5.在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择横轴墨卡托投影投影方式6.从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类：卫星误差，信号传播误差和接收机误差。7.根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接四种基本方式。选择什么方式组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。8.美国国防部制图局（DMA）于1984年发展了一种新的世界大地坐标系，称之为美国国防部1984年世界大地坐标系，简称WGS-84。9.当使用两台或两台以上的接收机，同时对同一组卫星所进行的观测称为同步观测。10.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。11.在定位工作中，可能由于卫星信号被暂时阻挡，或受到外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象叫整周跳变。12.PDOP代表空间位置图形强度因子13.GPS工作卫星的主体呈圆柱形，整体在轨重量为843.68㎏，它的设计寿命为7.5年，事实上所有GPS工作卫星均能超过该设计寿命而正常工作。14.用GPS定位的方法大致有四类：多普勒法、伪距法、射电干涉测量法、载波相位测量法。目前在测量工作中应用的主要方法是静态定位中的伪距法和载波相位测量法。15.在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的相对钟差改正。在实践中应用甚广。二、名词解释（每小题4分,共20分）1.GPS卫星的导航电文2.同步观测环3.静态定位4.GPS全球定位系统5.岁差三、问答题（60分）1.试述WGS—84坐标系的几何定义（8分）2.如何减弱多路径误差（8分）3.简述GPS网的布网原则（9分）4.试分别写出测距码伪距观测方程和载波相位伪距观测方程（标明各个符号的含义），并比较它们的异同。（10分）5.GPS技术设计中应考虑哪些因素？（10分）6.结合专业知识，论述GPS在GIS中的应用（15分）《模拟试题（1）参考答案一、填空（每空1分，共20分）1）南北极2）403）几何4）空间卫星地面监控用户接收5）横轴墨卡托投影6)与GPS卫星有关的误差与卫星信号传播有关的误差与接收机有关的误差7)点连边连8)WGS—849)同步观测10）电离层折射11）整周跳变12）空间位置图形强度因子13）7.514）载波相位测量法15）相对钟差二、名词解释（每小题4分,共20分）1.GPS卫星的导航电文答：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。它主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及C/A码转换到捕捉P码的信息。2.同步观测环答：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。3.静态定位答：如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。4.GPS全球定位系统答：GPS全球定位系统是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间获取一个通用参照系中的位置，速度和时间信息的要求。5.岁差答：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，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，这种现象在天文学中称为岁差。三、问答题（60分）1.试述WGS—84坐标系的几何定义（8分）答：坐标系的原点是地球的质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。2.如何减弱多路径误差（8分）答：多路径误差不仅与反射系数有关，也和反射物离测站的距离及卫星信号方向有关，无法建立准确的误差改正模型，只能恰当地选择站址，避开信号反射物。例如：（1）选设点位时应远离平静的水面，地面有草丛、农作物等植被时能较好吸收微波信号的能量，反射较弱，是较好的站址。（2）测站不宜选在山坡、山谷和盆地中。（3）测站附近不应有高层建筑物，观测时也不要在测站附近停放汽车。3.简述GPS网的布网原则（9分）答：为了用户的利益，GPS网图形设计时应遵循以下原则：（1）GPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，预期达到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。（2）GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式，以增加检核条件，提高网的可靠性。（3）GPS网内点与点之间虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。（4）可能条件下，新布设的GPS网应与附近已有的GPS点进行联测；新布设的GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数。（5）GPS网点，应利用已有水准点联测高程。4.试分别写出测距码伪距观测方程和载波相位伪距观测方程（标明各个符号的含义），并比较它们的异同。（10分）伪距观测方程drion：电离层延迟改正；drtrop：对流层延迟改正。载波相位伪距观测方程：载波相位观测值（cycle）；：载波波长（m）：站星距（m）；c：真空中的光速（m/s）：接收机钟差（s）；：卫星钟差（s）：对流层折射（m）；：电离层折射（m）：卫星星历误差（m）；：整周模糊度（cycle）；t：观测历元时刻。5.GPS技术设计中应考虑哪些因素？（10分）答：技术设计主要是根据上级主管部门下达的测量任务书和GPS测量规范来进行的。它的总的原则是，在满足用户要求的情况下，尽可能减少物资、人力和时间的消耗。在工作过程中，要考虑下面一些因素：（1）测站因素；（2）卫星因素；（3）仪器因素；（4）后勤因素。6.结合专业知识，论述GPS在GIS中的应用（15分）《GPS原理及应用》模拟试题（2）一、填空（每空1分，共20分）1．按照GPS系统的设计方案，GPS定位系统应包括空间卫星部分、地面监控部分和用户接受部分。2．在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择横轴墨卡托投影投影方式3．从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类：卫星误差，信号传播误差和接收机误差。4．根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连及边点混合连接四种基本方式。选择什么方式组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。5．VDOP代表垂直分量精度因子6．当地球自转360°时，卫星绕地球运行两圈，环绕地球运行一圈的时间为11小时58分。地面的观测者每天可提前4min见到同一颗卫星，可见时间约为5小时。这样，观测者至少能观测到4颗卫星，最多可观测到11颗卫星。7．利用GPS进行定位有多种方式，如果就用户接收机天线所处的状态而言，定位方式分为静态定位和动态定位；若按参考点的不同位置，又可分为单点定位和相对定位。8．GPS定位的实质就是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采取空间距离后方交会的方法，确定待定点的空间位置。9．GPS信号接收机，按用途的不同，可分为导航型、测地型和授时型等三种。二、名词解释（每小题4分,共20分）1.GPS全球定位系统2．星历误差3．SA技术4．伪距三、问答题（60分）1.简述GPS网的布网原则（12分）2．什么是相对论效应？（8分）3．简述卫星大地测量的作用。（10分）4．简述GPS卫星的主要作用。（10分）5．结合专业知识，论述GPS在GIS中的应用（20分）《GPS原理及应用》模拟试题（2）参考答案一、填空（每空1分，共20分）1）空间卫星地面监控用户接收2）横轴墨卡托投影3）与GPS卫星有关的误差与卫星信号传播有关的误差与接收机有关的误差4）点连边连5）垂直分量精度因子6）1157）静态动态单点相对8）空间距离后方交会9）导航测地型授时型二、名词解释（每小题5分,共20分）1.GPS全球定位系统答：GPS全球定位系统是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间获取一个通用参照系中的位置，速度和时间信息的要求。2．星历误差答：实际上就是卫星位置的确定误差。星历误差是一种起始数据误差，其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。3．SA技术答：其主要内容是：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点（卫星）的位置精度大为降低；（2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。4．伪距答：GPS定位采用的是被动式单程测距。它的信号发射时刻是卫星钟确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。三、问答题（60分）1.简述GPS网的布网原则（12分）答：为了用户的利益，GPS网图形设计时应遵循以下原则：（1）GPS网的布设应视其目的，作业时卫星状况，预期达到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照优化设计原则进行。（2）GPS网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如一个或若干个独立观测环，或者附合路线形式，以增加检核条件，提高网的可靠性。（3）GPS网内点与点之间虽不要求通视，但应有利于按常规测量方法进行加密控制时应用。（4）可能条件下，新布设的GPS网应与附近已有的GPS点进行联测；新布设的GPS网点应尽量与地面原有控制网点相联接，联接处的重合点数不应少于三个，且分布均匀，以便可靠地确定GPS网与原有网之间的转换参数。（5）GPS网点，应利用已有水准点联测高程。2．什么是相对论效应？（8分）答：GPS卫星在高20200km的轨道上运行，卫星钟受狭义相对论效应和广义相对论效应的影响，其频率与地面静止钟相比，将发生频率偏移，这是精密定位中必须顾及的一种误差影响因素。模拟试题（5）一、判断题（每小题2分,共20分）1.20世纪50年代末期，美国开始研制多普勒卫星定位技术进行测速、定位的卫星导航系统，叫做子午卫星导航系统2.当利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时，可以有效的减弱电离层折射的影响，即使不对电离层折射进行改正，对基线成果的影响一般也不会超过1ppm，所以在短基线上用单频接收机也能获得很好的定位结果。3．图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其它误差之外的一个量。其值恒大于1，最大值可达100，其大小随时间和测站位置而变化。在GPS测量中，希望DOP越小越好。4.子午卫星导航系统采用12颗卫星，并都通过地球的南北极运行。5．GPS定位精度同卫星与测站构成的图形强度有关，与能同步跟踪的卫星数和接收机使用的通道数无关。6．由于GPS网的平差及精度评定，主要是由不同时段观测的基线组成异步闭合环的多少及闭合差大小所决定的，与基线边长度和其间所夹角度有关，所以异步网的网形结构与多余观测密切相关。7．对于GPS网的精度要求，主要取决于网的用途和定位技术所能达到的精度。精度指标通常是以相临点间弦长的标准差来表示。8．C/A码的码长较短，易于捕获，但码元宽度较大，测距精度较低，所以C/A码又称为捕获码或粗码。9．开普勒第一定律告诉我们：卫星的地心向径，在相等的时间内所扫过的面积相等。10．在接收机和卫星间求二次差，可消去两测站接收机的相对钟差改正。在实践中应用甚广。二、名词解释（每小题4分,共20分）1．差分GPS2．相对定位3．实测星历4．同步观测环5．导航电文四、问答题（60分）1．整周跳变（周跳）定义，原因以及特点。（1