《GPS原理及其应用》习题集a

第一章 概论

1、子午卫星系统与GPS定位原理有何区别？

子午卫星系统是利用多普勒原理定位；GPS定位是利用后方交会原理定位。

2、子午卫星系统的缺点

①卫星数小：5~6颗，无法实现连续导航定位；

②高度低：1000km ，难以精密定轨；

③一次定位所需时间过长（1.5h）

④频率低，难以消除电离层影响。

因而，满足不了军事需要。

3、GPS的基本组成

①GPS卫星星座

1）设计星座(21+3) ：21颗正式的工作卫星+3颗活动的备用卫星。

2）6个轨道面，平均轨道高度20200km，轨道倾角55，周期11h 58min。（地球-卫星的几何关系每天提前4min重复一次）

3）保证在24小时，在高度角15°以上，能够同时观测到4至12颗卫星。

②地面监控部分

GPS 的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成。分为主控站、监控站和注入站。

③用户部分

由用户和接收设备组成。而用户设备主要由GPS接收机硬件、数据处理软件以及微处理机及其终端设备组成。

4、什么是标准定位服务？

标准定位服务 SPS 主要服务的对象是非美国政务特许的广大用户，其单点实时定位的精度为30—40m、

5、GPS信号接收机主要组成

天线前置放大器

天线单元

接收天线

组成

信号通道（channel）

接收单元   存储器

微处理器

输入输出设备

电源

第二章 坐标系统和时间系统

名词解释：

天球——地球质心为中心，半径任意的假想球体

赤经——

赤纬；黄道；春分点；岁差；章动；极移；世界时；原子时；协调世界时；儒略日。

简述协议地球坐标系的定义。 赤纬与大地纬度B有何区别；赤经与大地经度L有何区别？

什么是参心坐标系？

什么是GPS定位测量采用的时间系统?它与协调世界时UTC有什么区别?

简述卫星大地测量的发展历史，并指出其各个发展阶段的特点。试说明GPS全球定位系统的组成。

为什么说GPS卫星定位测量技术问世是测绘技术发展史上的一场?

简述GPS、GLONASS与NAVSAT三种卫星导航定位系统工作卫星星座的主要参数。

简述(历元)平天球坐标系、(观测)平天球坐标系以及瞬时极(真)天球坐标系之间的差别。

怎样进行岁差旋转与章动旋转?它们有什么作用?

为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转?

简述协议地球坐标系的定义。

试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。

综述由(历元)平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。

简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。

在GPS 定位测量，具有重要意义的时间系统主要有哪三种？

第三章 卫星运动基础及GPS卫星的坐标计算

试述描述GPS卫星正常轨道运动的开普勒三大定律。 

试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。 

简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。 

地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响? 

日、月引力对卫星的轨道运动有什么影响? 

简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响? 

综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。 

试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。

第四章、GPS卫星的导航电文和卫星信号

名词解释：码；码元(比特)；数码率；自相关系数；信号调制；信号解调；遥测字；交接字；数据龄期；时延差改正；传输参数。

试说明什么是随机噪声码?什么是伪随机噪声码?

C/A码和P码是怎样产生的? 

试述C/A码和P码的特点。 

试述伪随机噪声码测距原理。

什么是导航电文？

试述导航电文的组成格式。

简述导航电文数据块Ⅱ的主要内容。

什么是预报星历?什么是后处理星历? 

试通过图表说明GPS信号是怎样构成的? 

试写出调制后的GPS信号表达式。

绘图说明载波与测距码信号调制的原理。

试述GPS接收机的硬件和软件。 

试述GPS接收机的分类。

第五章、GPS卫星定位基本原理

名词解释：绝对定位；相对定位；静态定位；动态定位；静态绝对定位；静态相对定位；整周未知数；整周跳变（周跳）；GPS动态定位；导航；参考站；差分动态定位；RTK：LADGPS；WADGPS；WAAS。

观测量的组成及精度

说明完整的载波相位观测值都有哪些部分组成？ 

试写出伪距观测量的表达式（顾及大气折射影响），并说明各项符号的意义？ 

设在某测站上做单点定位，静态观测了一小时，若历元间隔为１５秒，问可组成多少伪距观测方程？列出其中1个？

试写出TDOP、PDOP、GDOP、VDOP、HDOP 的定义？

简单论述卫星空间几何分布对三维定位精度的影响？

试写出当基线长度小于10km时载波相位观测方程的表达式，并说明其中各项符号的意义？

如何由载波相位观测方程转化为测相伪距观测方程？

试写出单差、双差、三差观测方程？并说明它们各自有哪些特点？ 

试述整周未知数的确定有哪几种方法？并说明各种方法的含义？ 

试总结应用载波相位观测量的高次差分析周跳的方法？

如果在两个测站上同步观测5颗卫星，共观测240个历元，试分别计算可组 成多少单差、双差和三差观测方程？它们又各含多少个未知参数？

简述GPS动态定位的特点？ 

GPS动态定位和GPS静态定位相比较，有哪些显著特点？

常用的差分法有哪三种？其中哪一种在实践中应用甚广? 

试写出GPS动态定位的几种方法？ 

试述相对定位时载波相位原始观测量的线性组合的形式。

试述实时单点动态定位的原理，并写出相应的观测方程和误差方程？ 

实时差分动态定位有哪几种方法？这些方法各有什么特点？ 

试述位置差分和伪距差分的基本原理，并写出相应的观测方程？ 

试述RTK的定位原理及RTK系统的组成？ 

RTK定位中修正法的原理是什么？写出RTK定位中求差法的计算过程？ 

试述WADGPS的组成部分及各部分的作用？ 

LADGPS的作业原理是什么？ 

WADGPS有哪些特点？

第六章GPS测量的误差源及其影响

在GPS测量定位中，其主要误差源是什么误差？系统误差主要包括哪几种？

GPS卫星星历误差的实质是什么？

广播星历与实测星历的优缺点？

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？

相对论效应是怎样产生的？如何解决？

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？

对流层折射及其影响有哪些？减弱对流层影响的有效措施有几种？

多路径效应是什么？怎样防止？

减弱接收机钟差比较有效的方法是什么？

接收机天线的相位中心与其几何中心的区别在哪里？

第七章GPS测量施实

名词解释：同步环；异步环；重复基线；同步图形闭合差；异步图形闭合差；重复基线坐标闭合差。

GPS测量分哪些等级？各级精度怎样衡量？

GPS网的布网形式？

简述 GPS 网的点连式、边连式和网连式设计？

同步图形的连接形式有哪些？

GPS基线向量网的设计指标有哪些？

简述GPS网设计的一般原则

简述GPS网设计选点的原则

简述GPS网设计提高精度的原则

GPS测量技术总结报告的内容及提交的成果资料有哪些？

第八章  GPS测量外业工作

外业准备工作包括哪些内容？

GPS测量的作业模式 ？

GPS接收机检验的主要内容？

第九章  GPS数据处理

数据处理流程

GPS基线向量网平差有哪几种类型？ 

试述GPS基线向量网平差的目的、意义和作用？

GPS基线向量网三维无约束平差的目的是什么？

GPS基线向量网二维约束平差的目的是什么？

1、名词解释题:（每小题 3分，本大题共15分）

2、填空题:（每空 1分，本大题共20分）

3、单项选择题:在每小题的备选答案中选出一个正确答案，并将正确答案的代码填在题干上的括号内。（每小题 1分，本大题共10分）

4、判断题（下列命题是否正确，正确的就在题后的括弧内打“√”，错误的打“×”。每小题1分，共10分）

5、简答题:（本大题共25分）

6、论述题:（每小题10分，本大题共20分）