GPS题库.pdf
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1、1、名词解释春分点春分点: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 真近点角:在轨道平面上卫星与近地点之间的地心角距 升交点赤经升交点赤经:在地球平面上,升交点与春分点之间的地心夹角 近地点角距:在轨道平面上近地点与升交点之间的地心角距 天球天球:指以地球质心为中心,半径 r 为任意长度的一个假想球体。为建立球面坐标系统,必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。岁差岁差:指由于日月行星引力共同作用的结果,使地球自转轴在空间的方向发生周期性变化。章动章动:北天极除了均匀地每年西行以外,还要绕着平北天极做周期性的运动。轨迹为一椭圆。极移极移:地球自转轴相对于地球体的位置不是固
2、定的,地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移 历元历元:在天文学和卫星定位中,与所获取数据对应的时刻也称历元。轨道参数轨道参数:描述卫星轨道位置和状态的参数 卫星星历卫星星历:描述卫星运动轨道的信息预报星历预报星历:是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户,经解码获得所需的卫星星历,也称广播星历后处理星历后处理星历:是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料,应用与确定预报星历相似的方法,计算的卫星星历。绝对定位绝对定位:也称单点定位,是指在协议地球坐标系中,直接确定观测站相对于坐标原点(地球质心)绝对坐标的一种方法。相对定位相对定位:用至少两台 GPS
3、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。有静态相对定位和动态相对定位之分 静态定位静态定位:接收机静置在固定测站上,观测数分钟至 2 小时或更长时间,以确定测站位置的卫星定位,是不考虑轨道的有无、决定点位置的定位应用。动态定位动态定位:动态定位是以确定与各观测站相应的、运动中的、接收机载体的位置或轨迹的卫星定位。伪距伪距: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侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟,量侧距离的距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值,因此称量侧距离的伪距。被动式测距被动式测距:仪器本身不
4、发送信号,只能被动的接受目标信号,根据信号传播的速度信号时间求单程距离。主动式测距主动式测距:用电磁波测距仪发送信号,通过另一端的反射器反射回来,再由测距仪接受算出距离。整周跳变整周跳变:在 GPS 接收机接受信号时,由于种种原因,接收机整波计数器在一定时间内记录下来的周数突然发生了变化,也就是错误地记录了周数,这种突变叫做整周跳变。整数解整数解:将平差计算所得的整周未知数取为相近的整数,并作为已知数代入原方程,重新解算其它待定参数。模糊度模糊度:是在全球定位系统技术的载波相位测量时,载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。差分差分 GPSGPS:通过在固定测站和流动测站上进
5、行同步观测,利用在固定测站上所测得 GPS 定位误差数据改正流动测站上定位结果的卫星定位。载波相位测量载波相位测量:是利用接收机测定载波相位观测值或其差分观测值,经基线向量解算以获得两个同步观测站之间的基线向量坐标差的技术和方法。重建载波重建载波:在 GPS 信号中由于已用相位调整的方法,在载波上调整了测距码和导航电文,因而接受的载波相位已不在连续,所以在进行载波相位之前要进行调试工作设法调制在载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获取载波。多路径误差多路径误差:也叫多路径效应,由发射器到接收仪,经由不同长度两路径的无线电波间互相干扰形成定位误差。同步观测同步观测:同步观测是指两台或两台以上接收机
6、同时对一组卫星进行的观测.异步观测环异步观测环:在构成多边形环路的所有基线向量中,只要有非同步观测基线向量,则该改多边形环路叫异步观测环。独立观测环独立观测环:由非同步观测所获得的基线向量构成的闭合环,简称独立环静态相对定位静态相对定位:用两台接接收机分别安置在基线的两个端点,其位置静止不动,同步观测相同的 4 颗以上卫星,确定两个端点在协议地球坐标系中的相对位置,这就叫做静态相对定位。动态相对定位动态相对定位:用一台接收机安置在基准站上固定不动,另一台接收机安置在运动载体上,两台接收机同步观测相同卫星,以确定运动点相对基准站的实时位置。观测时段观测时段:测站上开始接收卫星信号到观测停止,连续
7、工作的时间段称为观测时段,简称时段。广域差分广域差分:基本思想是对 GPS 观测量的误差源加以区分,并单独对每一种误差源分别加以“模型化”,然后将计算的每一种误差源的数值,通过数据链传输给用户,以对用户 GPS 定位误差加以改正,达到削弱这些误差源,改善用户 GPS 定位精度的目的。二、填空 1.目前正在运行的全球卫星导航定位系统有美国的(GPS)和俄罗斯的(GLONASS)。我国的第一代卫星导航定位系统称为(北斗卫星导航定位系统),欧盟计划组建的卫星导航定位系统称为(GALILEO)。2.GPS 卫星系统由(空间部分)、(地面控制部分)和(用户部分)三部分组成。3.按用途,可将 GPS 接收
8、机分为(导航型接收机)、(测地型接收机)和(授时型接收机)三种。4.根据测距的原理,可将 GPS 定位的方法分为(伪距法定位)、(载波相位测量定位)和(差分 GPS 定位)三种。5.GPS 卫星发送的信号是由(载波)、(测距码)和(导航电文)三部分组成的。6.广域差分可纠正的误差种类包括(星历误差)、(大气延时误差)和(卫星钟差误差)。7.单站差分 GPS 按基准站发送的信息方式来分,可分为(位置差分)、(伪距差分)和(相位差分)。8.GPS 测量中,减弱电离层影响的措施包括(利用双频观测)、(利用电离层改正模型)和(利用同步观测求差)。9.GPS 测量中,与卫星有关的误差包括(卫星星历误差)
9、和(卫星钟的钟误差)和(相对论效应)。10.多路径误差的大小取决于(间接波的强弱)和(用户接收天线抗御间接波的能力)。11.GPS 全球定位系统具有全能性、全球性、全天候、(连续性)和实时性的导航、定位和定时功能。能为各类用户提供精密的(三维坐标)、速度和时间。12.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)。13.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。14.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
10、。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。15.我国目前常用的两个国家大地坐标系是(1954 年北京坐标系)和(1980 年国家大地坐标系)。16.北斗导航定位系统的空间部分由(两颗地球静止同步卫星)和(颗在轨道备份卫星)组成。17.GPS 使用 L 波段的两种载波波长分别是(19cm)和(24cm)。(只保留整数部分)18.(基准)和(坐标系)两方面要素构成了完整的坐标参考系统.19.GPS 系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的 GPS 时间系统。20.GPS 卫星星历分为预报星历(广播星历)和后处理星历(精密星历)。21.测距方法分为(双程测距)
11、和(单程测距)。22.(C/A)码目前只被调制在 L1 上。23.回避法所针对的误差源(电磁波干扰)和(多路径效应)。24.卫星钟差消除方法(使用卫星钟差改正模型)25.GPS 卫星位置采用(WGS-84)大地坐标系。26.在 GPS 测量定位中,与接收机有关的误差主要有接收机钟误差、接收机位置误差、(天线相位中心位置)误差和(几何图形强度)误差等 27.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。28.在对卫星所有的作用力中,地球重力场的引力是最重要的。如果将它的引力视为(1),则其它作用力均小于 10-5。29.
12、由于地球内部和外部的动力学因素,地球极点在地球表面上的位置随时间而变化,这种现象叫(极移)。随时间而变化的极点叫瞬时极,某一时期瞬时极的平均位置叫平地级,简称(平极)。30.动态定位是用 GPS 信号(实时)地测得运动载体的位置。按照接收机载体的运行速度,又将动态定位分成低动态、中等动态、高动态三种形式。32.在进行 GPS 测量时,观测量中存在着系统误差和偶然误差。其中(系统)误差影响尤其显著。33.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,基线长度不受限制,所以定位精度和作业效率较高。34.地球瞬时自转轴在地球上随时间而变,称为(地极移动极移)。35.时间系统与坐标系统一样,
13、应有其(尺度时间单位)和(原点历元)。36.(载波相位差分技术)是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法。37.卫星星历的数据来源有(广播星历)和(实测星历)两类。38.GPS 网技术设计的主要依据是(GPS 测量规范)和(测量任务书)。39.卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差。也是一种(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。40.GPS系统的空间部分由(21)颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成,它们均匀分布在(6)个近似圆形轨道上。41.按照规范规定,我国 GPS 测量按其精度依次划分为 A
14、A、A、B、C、D、E 六级,其中 D 级网的相邻点之间的平均距离为105km,最大距离(15)km。42.GPS 系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的(GPS 时间系统)。43.对于卫星精密定位来说,只考虑地球质心引力来计算卫星的运动状态是不能满足精度要求的。必须考虑地球引力场摄动力、(日月)摄动力、大气阻力、光压摄动力、(潮汐)摄动力对卫星运动状态的影响。44.卫星定位中常采用空间直角坐标系及其相应的大地坐标系,一般取地球质心为坐标系原点。45.我国目前常采用的两个国家坐标系是(1954 年北京坐标系)和(1980 年国家大地坐标系)。46.GPS 接收机的天线类型主要有:(单板天线)
15、;(四螺旋形天线);(微带天线)和(锥形天线)。47.GPS 接收机主要由(GPS 接收机天线单元)、(GPS 接收机主机单元)和电源三部分组成。48.单站差分按基准站发送信息的方式来分,可分为(位置差分)、(伪距差分)和(载波相位差分)。49.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)及(多路径效应误差)。50.GPS 的数据处理基本流程包括(数据采集)、(数据传输)、(数据预处理)、(基线结算)、(GPS 网平差)。51.GPS 卫星的地面监控系统包括(一个主控站)、(三个注入站)和(五个监测站)。52.对于 N 台 GPS 接收机构成的同步观测环,有(J)条同步观测基线
16、,其中独立基线数为(N-1)53.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对流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。54.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。55.自 1974 年以来,GPS 计划已经历了方案论证、(系统)论证、生产实验三个阶段。总投资超过 200 亿美元。56.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 1510km,最大距离为(40)km。57.协调世界时是综合了世界时与原子时的另一种记时方法,即秒
17、长采用原子时的秒长,时刻采用(世界时)的时刻。58.卫星钟采用的是(GPS)时,它是由主控站按照美国海军天文台(USNO)的协调世界时(UTC)进行调整的。在(1980)年 1 月 6日零时对准,不随闰秒增加。59.当 GPS 信号通过电离层时,信号的路径会发生弯曲,(传播)速度会发生变化。这种距离改正在天顶方向最大可达(50)m,在接近地平线方向可达 150m。60.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。61.20 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
18、统。62.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。3、简答题1 1、主控站的主要作用有哪些?主控站的主要作用有哪些?答:主控站的作用有:(1)收集数据;(2)数据处理;(3)监测与协调;(4)控制卫星2 2、地面监控站部分的地面监控站部分的工作工作程序是怎样的?程序是怎样的?GPSGPS 卫星的主要作用有哪些方面?卫星的主要作用有哪些方面?答:地面监控部分的工作程序为:由监测站连续接收 GPS 卫星信号,不断积累测距数据(伪距和伪距差),并将这些测距数据以及气象数据、卫星状态数据等发送到主控站;再由主控站对测距数据进行包括电离层、对流层、相对论效应、天线相位中心的偏移及
19、地球自转和时标改正等的传播时延改正。并用卡尔曼数学滤波器进行连续数据平滑处理及最小二乘与多项式拟合,以提供卫星的位置和速度的六个轨道根数的摄动,每个卫星的三个太阳压力常数,卫星的时钟偏差,漂移和漂移率,各监测站的时钟偏差,对流层残余偏差及三个极移偏差状态数据,并将这些数据编成导航电文传送到注入站。最后由注入站将这些导航电文注入卫星。GPS 卫星的主要作用有三方面:(1)、接收地面注入站发送的导航电文和其它信号;(2)、接收地面主控站的命令,修正其在轨运行偏差及启用备件等;(3)、连续地向广大用户发送 GPS 导航定位信号,并用电文的形式提供卫星自身的现势位置与其它在轨卫星的概略位置,以便用户接
20、收使用。3 3、星历误差对定位的影响有哪些?减弱星星历误差对定位的影响有哪些?减弱星历误差影响的途径有几种?历误差影响的途径有几种?答:对于单点定位时,星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算,配赋到星站坐标和接收机钟改正数中去,具体配赋方式则与卫星的几何图形有关。减弱星历误差影响的途径:(1)建立卫星跟踪网独立定轨;(2)相对定位;(3)轨道松弛法。4 4、电离层折射及其影响有哪些?减弱电离电离层折射及其影响有哪些?减弱电离层影响的有效措施有几种?层影响的有效措施有几种?答:当 GPS 信号通过电离层时,如同其它电磁波一样,信号的路径会发生弯曲,传播速度会发生变化。此时再用光速乘上信号
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