《GPS测量技术与应用》综合测试试卷A卷答案.doc

《GPS测量技术与应用》综合测试试卷A
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.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。 3.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个轨道上，距地面的平均高度为 20200 km，运行周期为11小时58分。4.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 。
5.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 。6.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。 7.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 。8.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D级网的相邻点之间的平均距离为10～5km，最大距离 15 km。 9.GPS工作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。 10.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。11.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。12.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。
得分

13.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。
二、单项选择题（每小题1分，共10分）
1在20世纪50年代我国建立的1954年北京坐标系，采用的是克拉索夫斯基椭球元素，其长半径和扁率分别为（ B ）。
A、a=6378140、α=1/298.257 B、a=6378245、α=1/298.3
C、a=6378145、α=1/298.357 D、a=6377245、α=1/298.0
2.在使用GPS软件进行平差计算时，需要选择哪种投影方式（A）。
A、横轴墨卡托投影 B、高斯投影
C、等角圆锥投影 D、等距圆锥投影
3.在进行GPS—RTK实时动态定位时，基准站放在未知点上，测区内仅有两个已知点，（ C ）定位测量的精度最高。
A、两个已知点上 B、一个已知点高，一个已知点低
C、两个已知点和它们的连线上 D、两个已知点连线的精度
4.单频接收机只能接收经调制的L1 信号。但由于改正模型的不完善，误差较大，所以单频接收机主要用于（ A ）的精密定位工作。
A、基线较短 B、基线较长 C、基线 ≥40km D、基线 ≥30km
5.GPS接收机天线的定向标志线应指向（ D ）。其中A与B级在顾及当地磁偏角修正后，定向误差不应大于±5°。
A、正东 B、正西 C、正南 D、正北
6.GPS卫星信号取无线电波中L波段的两种不同频率的电磁波作为载波，它们的频率和波长分别为（ C ）：
A、
B、
C、
D、
7.在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）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。
A、几何中心 B、相位中心
C、点位中心 D、高斯投影平面中心
8.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（ D ）相对与赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上，它们距地面的平均高度为20200Km，运行周期为11小时58分。
A、3个 B、4个 C、5个 D、6个
9.计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以（ C ）为基准。
A、铷原子钟 B、氢原子钟 C、铯原子钟 D、铂原子钟
10.我国西起东经72°，东至东经135°，共跨有5个时区，我国采用（ A ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。
A、东8区 B、西8区 C、东6区 D、西6区
得分

三、名词、概念解释（15分）
1. 参考站
答：在一定的观测时间内，一台或几台接收机分别固定在一个或几个测站上，一直保持跟踪卫星，其余接收机在这些测站的一定范围内流动站作业，这些固定测站就称为参考站。
2. 主控站的作用
答：主控站拥有以大型电子计算机为主体的数据收集、计算、传播等设备，其主要作用为：（1）收集数据； （2）数据处理；（3）监测与协调； （4）控制卫星。
3. 区域性GPS大地控制网
答：区域GPS大地控制网是指国家C、D、E级GPS网或专门为工程项目布测的工程GPS网。
4.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。
5. 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。
得分

四、简答题（30分）
1. 如何减弱多路径误差（10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。
2.简述电离层的概念及其影响（10分）
答：所谓电离层，系指地球上空大气圈的上层，距离地面高度在50km至1000km之间的大气层。电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线作用，产生强烈的电离，形成大量的自由电子和正离子。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传播时间就不会等于卫星至接收机的实际距离。对于GPS信号，这种距离差在天顶方向最大可达50m，在接近地平方向时可达150m。可见它对观测量的精度影响较大，必须采取有效措施削弱它的影响。
3．试述WGS—84坐标系的几何定义（10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。
得分

五、论述及分析题（25分）
1.根据下列控制网的图形，用三台天宝4800双频GPS接收机作业，相临点之间的距离约1km，仪器迁移时间约20～30分钟，已知接收机的使用序号和天线编号如下表，试编写GPS作业调度表。（20分）
序 号
2
机 号
1
2919
2
0
2930
3
1
5306
1
3

①根据右图编写定位的先后次序。
2
6
②根据下图PDOP值选择最佳的观测
3
时段，填入GPS作业调度表中。4

③根据控制网的图形的观测顺序和观测时间
5
填写GPS作业调度表。
①0时段，接收机分别架设在1、2、3点；
②1时段，将2点处的接收机迁至6点，其余两台接收机继续观测；
③2时段，将1点处的接收机迁至3点，其余两台接收机继续观测；
④3时段，将6点处的接收机迁至4点，其余两台接收机继续观测。

GPS作业调度表
时段
编号
观测时间
测站号/名
测站号/名
测站号/名
机号
机号
机号
0
8：10～8：40
1
2
3
2919
2930
5306
1
8：50～9：20
1
6
3
2919
2930
5306
2
8：50～9：20
5
6
3
2919
2930
5306
3
8：50～9：20
5
4
3
2919
2930
5306
4

2.已知权系数阵为：
Q X =
试从权系数阵中取出若干权系数元素，写出平面位置的图形强度因子HDOP和及其相应的平面位置精度，空间位置的图形强度因子PDOP和及其相应的三维位置精度。（5分）
答：①平面位置的图形强度因子：

相应的平面位置精度：

②空间位置的图形强度因子：

相应的三维位置精度：

6 / 6