《GPS定位原理与应用》习题集与部分参考答案

后处理星历（精密星历） 。

30、在地球协议坐标系统中，确定GPS观测站相对地球质心的位置的定位方法称为 绝对定位（或单位定位） 。

31、确定同步跟踪相同的GPS信号的若干台接收机之间的相对位置关系的定位方法称为 相对定位 。

32、GPS卫星信号中含有多种定位信息，目前广泛采用的基本观测量主要有两种，即 码相位观测量 和 载波相位观测量 。

33、时间延迟实际为 信号的接收时刻与发射时刻 之差。

34、某一历元接收机的钟差为 接收机的钟面时与相应的标准GPS时之差 。 35、载波相位差分观测值可以按 测站 、 卫星和 历元 等三要素来产生，根据求差次数的多寡可分为 单位观测值 、 双差观测值 和 三差观测值 。

36、GPS绝对定位方法的实质，是 空间距离后方交会 ，此时至少必须同时观测 4 颗卫星。

37、当用户接收设备安置在运动的载体上而处于动态的情况下，确定载体瞬时绝对位置的定位方法，称为 动态绝对定位 。

38、在用户接收设备处于静止状态的情况下，用以确定观测站绝对坐标的方法称为 静态绝对定位 。

39、利用GPS进行绝对定位，其精度主要决定于以下两个因素：其一是 所测卫星在空间的几何分布 ，通常称为 卫星的几何图形 ；其二是 观测量的精度 。

40、在GPS测量中，通常采用的的精度因子（用字符表示）有 HDOP、VDOP、PDOP、TDOP和GDOP 等五种，精度因子又称为 观测卫星星座的图形强度因子 。

41、载波相位测量的基本方程中包含了两种不同类型的未知参数：一种是我们想要的参数，称为 必要参赛 ；另一种是我们不太感兴趣的参数，称为 多余参数 。

42、差分GPS可分为 单基准站差分 、 多基准站的局域差分 和 多基准站的广域差分 三种类型。

43、单基准站差分GPS，根据差分GPS基准站发送的信息方式可分为四类，即 位置差分 、 伪距差分 、 相对平滑伪距差分 和 相位差分 。

44、按误差性质划分，GPS测量中包含的误差分为 系统性误差 和 偶然误差 两 类；按误差来源划分，可分为 与卫星有关程度 、 与传播路径有关的误差 、 与接收设备有关的误差 和其它误差四类。

45、与接收机有关的误差，包括观测误差、 接收机钟误差 、 天线相位中心位置误差 、 接收机位置误差 、 天线高量取误差 等。

46、与卫星有关的误差，主要包括 卫星星历误差 、 卫星钟误差 、 相对论效应 等。

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47、与传播路径有关的误差，主要包括 对流层延迟误差 、 电离层延迟误差 、 多路径效应 等。

48、GPS测量工作按其实施的工作程序，可分为 技术设计 、 选点与建立标志 、 外业观测 和 成果检核与处理 等四个大阶段。

49、GPS测量工作总的原则是， 在满足用户要求的情况下，尽可能的减少经费、时间和人力的消耗 。

50、GPS网技术设计的主要内容包括 精度指标的确定 、 网的图行设计 和 网的基准设计 。

51、GPS网的基准包括 位置基准 、 方位基准 和 尺度基准 。GPS网的基准设计，实质上主要是指 确定网的位置基准 问题。

52、GPS网的基准设计包括 平面位置 基准设计和 高程 基准设计，相应的测量工作称为 坐标联测 和 高程联测 。

53、两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测称为 同步观测 。 54、三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称 同步观测环(同步环) 。

55、由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称 独立观测环（）独立环 。 56、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，则该多边形环路叫 异步观测环 。

57、根据GPS测量的不同用途，GPS网的图形有 点连式 、 边连式 、网连式 和边点混连式等四种连接方式。

58、GPS观测工作的内容主要包括 观测计划的拟定 、 仪器的选择与检验 和 观测工作的实施 等。

59、GPS接收机全面检验的内容，包括 一般性检视、 通电检验 和 试测检验 。 60、GPS测量的观测工作主要包括 天线安置、 观测作业 、 观测记录 和观测数据的质量判定等。

61、目前较为普遍采用的GPS作业模式有 静态相对定位 、 快速静态相对定位 、 准动态相对定位 和动态相对定位。

62、在GPS静态相对定位中，外业观测数据的评价一般分为四级，即 良好 、 合格 、 存疑 和不合格。

63、外业观测成果的质量检核项目，主要包括 同步边观测数据检核 、 重复边检核 、 同步环闭合差检核 和 异步环闭合差检核 等。

64、GPS网的经典自由网平差，是仅具有 必要起始数据 的平差方法。对于GPS网来说，即仅具有 1 个起始点，其坐标值在平差中保持不变。

65、GPS控制网平差后的质量，一般是从 精确度 、 可靠性 和 置信度 等三个方面来衡量。

66、GPS网的精确度是以平差后的 各项中误差 来表征的，其指标有 验后单位中误差 、 点位中误差 、基线向量中误差及其相对中误差等。

67、GPS网的可靠性与 多余观测 有关，在 无多余观测 的情况下，无法发现粗差，可靠性可视为零。衡量GPS网的可靠性有三个指标： 多余观测量 、 内可靠性 和

外可靠性 。 68、GPS网的内可靠性亦称观测的可控性，是指 在一定的显著水平和检验功效 下，用数理统计方法所能探测出的 基线向量中存在的最小粗差 。

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69、GPS网的外可靠性，是指可识别的 最小 粗差，对 平差的未知参数 及其 (这些参数的)函数 的影响。

70、GPS网的坐标系统转换和高程系统转换，是通过 坐标联测 和 水准联测 来实现的。

71、GPS网实施坐标系统转换后的质量取决于两个主要因素，其一，是 GPS网经过空间无约束平差后 的坐标精度；第二，是 坐标转换基准点 的坐标精度。其中，主要取决于 坐标转换基准点 的精度。

72、GPS网进行坐标系统转换时，转换参数的显著性检验，一般只对 尺度比 参数和 旋转角 参数进行检验。

73、坐标系统转换模型的精度可以从转换模型的 内部符合 精度及 外部检查 精度两方面来考虑。

74、利用GPS直接测定的高程是GPS点在WGS-84坐标系中的 大地 高。

75、大地高系统是以 椭球面（或参考椭球面） 为基准面的高程系统，正常高系统是以 似大地水准面 为基准的高程系统。

76、原子时是通过 原子钟 来守时和授时的。因此，原子钟振荡器频率的准确度和稳定度便决定了原子时的 精度 。

77、在 岁差 和 章动 的影响下，瞬时天球坐标系的坐标轴指向是在不断地旋转。 78、天体的星历通常都是在 协议天球坐标系 中表示的；GPS卫星的广播星历通常在 WGS-84大地坐标系 中表示。

79、观测瞬间地球自转轴所处的位置，称为 瞬时 地球自转轴，而相应的极点称为 瞬时极 。

80、以 协议地球 为基准点的地球坐标系，称为协议地球坐标系；而与瞬时极相应的地球坐标系，称之为 瞬时地球坐标系 。

81、利用载波相位观测进行精密定位，必须首先解决整周未知数（初始整周数，整周模糊度） 和 周跳（整周变跳） 两个问题。

82、GPS测量过程中，如果接收机天线被阻挡、外界噪声信号的干扰等，还可能产生 周跳（整周变跳） 现象。

83、为便于理解GPS测量的误差，通常均把各种误差的影响投影到观测站至卫星的距离上，以相应的距离误差表示，并称为 等效距离偏差 。

84、GPS网技术设计的主要依据是 GPS测量规范 和 测量任务书 。

85、对GPS观测数据进行处理的基本过程大体分为： 预处理， 平差计算 ， 坐标系统的转换或与已有地面网的联合平差。

五、简答题

五、简答题

1、什么叫BPS信号接收机?其作用是什么?

答:是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS卫星信号的接收设备，称之为GPS信 号接收机。

GPS信号接收机的作用有:

1)当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星截止高度角所选 择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运动。

2)对所接收到的GPS信号具有变换、放大和处理的功能，以便测量出GPS信号从 安徽理工大学测绘工程教研室 余学祥 吕伟才 编

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卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发射的导航电文，实时地计算出测站 的三维位置，甚至三维速度和时间，从而实现导航和定位。 2、在GPS测f中，对点位有何要求?

答:山于GPS测量观测站之间不需要相互通视，而且网的图形结构也比较灵活，所 以选点工作远较经典控制测量的选点工作简便。但山于点位的选择对于保证观测工作的 顺利进行和测量结果的可靠性具有重要意义，所以，在选点工作开始之前，应充分收集 和了解有关测区的地理情况以及原有测量标志点的分布及保持情况，以便确定适宜的观 测站位置。选点工作通常应遵守的原则是:

1) (1分)观测站(即接收天线安置点)应远离大功率的无线电发射台和高压输电线， 以避免其周围磁场对GPS卫星信号的千扰。接收机天线与其距离一般不得小于200m; 2) (1分)观测站附近不应有大面积的水域或对电磁波反射(或吸收)强烈的物体， 以减弱多路径效应的影响;

3) (1分)观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视场开阔。在视场内周围障 碍物的高度角，根据情况一般不应大于100 -150，以减弱多路径效应的影响; 4) (1分)观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展。 5) (1分)对于琴线较长的GPS网，还应考虑观测站附近具有良好的通讯设施(电话 与电报、邮电)和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电。

6) (1分)点位选定后(包括方位点)，均应按规定绘制点之记，其主要内容包括点 位及点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。

3、在利用暇波相位进行相对定位时，何谓准动态相对定位0式?该棋式有哪些特 点，适用于哪种条件?

GPS相对定位的作业模式，亦即利用GPS确定观测站之间相对位置所采用的作业方 式。GPS测量系统，在其硬件和软件的支持下，作业模式一般有静态相对定位、快速静 态相对定位、准动态相对定位和动态相对定位等。 1)作业方法

.在测区选择一系准站，并在其上安置一台 接收机连续跟踪所有可见卫星;

.置另一台流动的接收机于起始点(下图中1 号点)观测1-2分钟:

.在保持对所测卫星连续跟踪的情况下，流动 的接收机依次迁到2, 3,?，13号流动点各观测 数秒钟。

2)作业模式要求

.在观测时段上必须有5颗以上卫星可供观测; .在观测过程中流动接收机对所测卫星信号不能失锁; 安徽理工大学测绘工程教研室 余学祥 吕伟才 编

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