《GPS定位原理与应用》习题集与部分参考答案

种图形的混合网形。 3)星形网

星形网的几何图形简单，但其直接观测边之间不构成任 何闭合图形，所以其检验与发现粗差的能力差。

这种网形的主要优点，是观测中只需要两台GPS接收机， 作业简单。因此在快速静态定位和准动态定位等快速作业模 式中，均采用这种网形。它广泛地应用于工程测量、边界测 量、地籍测量和碎部测量等。

25, GPS测量任务完成后，上交资料的内容一般应包括 .些? 答:

GPS测量任务完成后，各项技术资料均应仔细加以整理， 用户使用。上交资料的内容一般应包括: 1)测量任务书与技术设计; 2) GPS网展点图;

3)观测站的点之记，环视图:

4)卫星可见性图，预报表及观测计划;

5)外业观测记录，测量手薄及其它记录(如归心元素): 6)接收设备及气象仪器等的检验资料; 7)外业观测数据则质量评价和外业检核资料; 8)数据处理资料和成果表; 9)技术总结与成果验收报告。 并经验收后上交，以提供给

28, GPS网的图形布设通常有嘟几种基本连接方式?各有何优缺点?适用于什么情 况? 答:

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。

点连式是指相邻同步图形之间仅有一个公共点的连接。以这种方式布点所构成的图 形几何强度很弱，没有或极少有非同步图形闭合条件，一般不单独使用。

边连式是指同步图形之间由一条公共基线连接。这种布网方案，网的几何强度较高 有较多的复测边和非同步图形闭合条件。在相同的仪器台数条件下，观测时段数将比点 连式大大增加。

网连式是指相邻同步图形之间有两个以上的公共点相连接，这种方法需要4台以上 安徽理工大学测绘工程教研室 余学祥 吕伟才 编

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的接收机。显然，这种密集的布图方法，它的几何强度和可靠性指标是相当高的，但花 费的经费和时间较多，一般仅适于较高精度的控制测量。边点混合连接式是指把点连式与边连式有机地结合起来，组成GPS网，既能保证网

的几何强度，提高网的可靠指标，又能减少外业工作量，降低成本，是一种较为理想的 布网方法。

29、与OORS系统相比，传统的RTK测量技术有.些局限性? 答:

1)测量范围的局限

由于差分技术的前提是作差分的两站的卫星信号传播路径相同或类似，这样，两站 的共同误差大部分可以消除，要达到1-2厘米级实时(单历元求解)定位的要求，用户 站和参考站的距离需小于10KM，当距离大于50KM以上，误差的相关性大大减少，以致 差分之后残差很大，求解精度降低，一般只能达到分米级基线精度。 2)通信数据链作用距离的局限

传统RTK系统的数据传输多采用UHF和VHF电台播发RTCM差分信号，由于电台信 号的衍射性能差，而且都是站间准直线传播，这要求站间的天线必须“准直线通视”，所

在复杂环境下RTK作业很不方便，经常出现能收到卫星信号，但收不到电台信号的现象。

3)模糊度求解的局限

当流动站与参考站距离较近(如参考站10KM范围内)，上述系统误差强相关假设成 立，常规RTK利用几个甚至一个历元观测资料就可以获得厘米级定位精度。但是，随着 流动站与参考站间距离增大(如50KM范围内)，系统误差相关性减弱，双差观测值中的 系统误差残差迅速增大，导致难以正确确定整周模糊度，定位精度讯速下降，约为分米 级。在这种情况下，使用常规RTK技术将无法得到更高精度的定位结果。 4)基准站移动频繁

测量过程中，需要不断设置和更换基准站。在建立基准站时，由于操作和外界环境 的原因含有潜在的粗差。对于精度要求较高的测量，这种粗差对最终结果的精度影响也 不可忽视。经常需要搬动基准站，将导至生产效率和设备安全性不高，同时，为基准站 持续供电一直是一个外业测量难以很好解决的问题。

六、计算题

1、某一城市D级GPS控制网，由33个GPS点组成，准备采用5台接收机进行观测，每点观测2个时段，试完成下述内容：

1）该GPS网总的观测时段数；

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2）一个时段的同步基线数和独立基线数；

3）该GPS网总基线数、必要基线数、独立基线数、多余基线数。 4）该GPS网的平均多余观测分量是多少？

2、GPS网中有一条重复基线向量，其观测值分别为8 570.274m,8 570.280m, 8 570.282m，8 570.284m和8 570.278m。若接收机的标称精度为5mm±1ppm，通过计算说明该基线向量的观测值是否合格？

3、图1为某一小型GPS控制网，采用三台标称精度为5mm+5×D ppm的接收机观测三个时段，观测计划和基线解算结果见表1。试通过计算完成下述工作（要有必要的计算公式）：

2）重复边D016-D003是否 合格；

3）第二时段的同步环是否合格；

4）由表1中以“*”表示的四条边组成的闭合环是同步环还是异步环？

D016 D040 2 时段号 1 表1 GPS网观测计划与成果表 起点 至点 ΔX(m) ΔY(m) ΔZ(m) D003 D017 1749.0363 983.0307 -310.1287 *D016 D017 -974.6340 -1945.8816 2027.9065 *D003 D016 2723.6694 2928.9144 -2338.0368 D016 D040 -2006.5299 -1737.2181 1024.3812 D003 D016 2723.6668 2928.9230 -2338.0450 *D003 D040 717.1387 1191.6980 -1313.6724 D003 D040 717.1423 1191.6980 -1313.6695 -310.1284 1003.5416 3 D003 D017 1749.0340 983.0359 *D040 D017 1031.8912 -208.6638 1）该GPS网总基线数、必要基线数、独立基线数、多余基线数。

D017 D003 图1 GPS网略图 4、GPS某一网中有四边异步环，按顺序各边基线向量坐标分别为（-974.6340, -1945.8816, 2027.9065）,（2723.6694, 2928.9144, -2338.0368）,（-717.1387, -1191.6980, 1313.6724）和（-1031.8912, 208.6638, -1003.5456）。若接收机的标称精度为5mm±1ppm，通过计算（给出必要公式）说明该异步环是否合格？（坐标单位：m）

5、图2是一设计的小型GPS控制网。当采用R1～R4四台GPS接收机进行观测：

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1）试做出接收机的调度方案。 2）一个时段的总基线数和独立基线数为多少？

3）该GPS网总基线数、必要基线数、独立基线数、多余基线数、D03～D04边的重复基线数各是多少？

4）该GPS网的平均多余观测分量是多少？

图2 GPS

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网略图

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