《GPS定位原理與應用》習題集

1、GPS定位原理與應用習題集與部分參考答案二、判斷題 以下說法是否正確？正確的打“”，錯誤的打“”。1、在同一測站上，相鄰兩天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖形是相同的，只是后一天相對于前一天提前2分鐘。（ ）2、GPS衛(wèi)星的核心設備是雙葉太陽能板，以保證衛(wèi)星的正常工作用電。（ ）3、GPS地面監(jiān)控系統(tǒng)包括1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站，共9個站組成。（ ）4、在GPS系統(tǒng)中，啟用備用衛(wèi)星以代替失效的工作衛(wèi)星的職能，由監(jiān)測站執(zhí)行。（ ）5、在GPS系統(tǒng)中，衛(wèi)星的星歷是通過監(jiān)測站注入的。（ ）6、GPS用戶設備的核心設備是原子鐘，為GPS測量提供高精度的時間標準。( )7、利用單頻接收機可以消除或削弱電離層對

2、電磁波信號的延遲的影響。（ ）8、對于平方型接收機，其工作的基本條件是必須掌握測距碼的結構；而對于碼相關型接收機，可以不必掌握測距碼的結構。（ ）9、在GPS測量中，描述衛(wèi)星的運行位置和狀態(tài)是在空間固定的坐標系統(tǒng)中進行的。（ ）10、在GPS測量中，表達地面觀測站的位置和處理GPS觀測成果是在空間固定的坐標系統(tǒng)中進行的。（ ）11、地球公轉的軌道與天球相交的大圓稱為黃道。黃道面與赤道面的夾角稱為黃赤交角，約為23.5°。（ ）12、以春分點為參考點，以春分點的周日視運動確定的時間系統(tǒng)稱為世界時。（ ）13、瞬時天球坐標系和瞬時地球坐標系的原點相同，X軸指向相同，但Z軸指向不相同。（

3、）14、測站對衛(wèi)星的高度角和方位角在WGS-84站心赤道直角坐標系中表示最為方便。（ ）15、新北京54坐標系大地原點與1980年國家大地坐標系(簡稱C80)的相同，橢球軸向與C80橢球軸指向相同，橢球參數(shù)與舊54坐標系的橢球參數(shù)相同。（ ）16、恒星時以春分點為參考點，具有地方性；而平太陽時均以平太陽為參考點，但具有世界性。（ ）17、協(xié)調世界時是一種秒長嚴格等于原子時秒長的不連續(xù)的時間系統(tǒng)。（ ）18、GPS時屬于原子時系統(tǒng)，其秒長和原點與國際原子時的相同。（ ）19、在世界時UT0中引入了極移改正和地球自轉速度的季節(jié)性改正，由此得到的世界時，相應表示為UT1和UT2。（ ）20、衛(wèi)星的真

4、近點角是在軌道平面上，衛(wèi)星與近地點之間的地心角角距。該參數(shù)為時間的函數(shù)，它確定了衛(wèi)星在軌道上的瞬時位置。（ ）21、升交點是當衛(wèi)星由北向南運行時，其軌道與地球赤道面的一個交點。（ ） 22、在GPS定位中，軌道平面坐標系的x軸指向升交點，y軸垂直于x軸指向地極北方向，原點位于地球質心。（ ）23、廣播星歷和精密星歷都屬于實時星歷，只是后者的精度比前者高。（ ）24、載波相位觀測，是測量接收機接收到的、具有多普勒頻移的載波信號，與接收機產生的參考載波信號之間的相位差。（ ）25、全球定位系統(tǒng)采用雙程測距原理。（ ）26、一般來說, GDOP值越大，所測衛(wèi)星在空間的分布范圍越合理；反之，所測衛(wèi)星的

5、分布越差。（ ） 27、一般而言，采用偽距法進行絕對定位時，至少要同步觀測到4顆GPS衛(wèi)星。（ ）28、差分技術的目的是消除公共誤差，提高定位精度。（ ）29、在GPS測量中，衛(wèi)星的軌道誤差以及測站的多路徑效應誤差都屬于系統(tǒng)誤差（ ） 30、與絕對定位相比，相對定位的定位精度得到了明顯的提高，這是由于采用了求差這一數(shù)學處理方法而取得的。（ ）31、與絕對定位相比，相對定位的定位精度得到了明顯的提高，這是由于兩測站上的公共誤差具有相關性而取得的。（ ）32、由于同一衛(wèi)星的星歷誤差，對不同測站的同步觀測量的影響具有偶然性性質，因此在兩個或多個測站上對同一衛(wèi)星的同步觀測值求差，仍不能減弱衛(wèi)星星歷誤差

6、的影響。（ ）33、在GPS測量中，采用雙頻改正技術，可以消除或削弱電離層延遲對定位成果的影響，但不能削弱對流層延遲對定位成果的影響。（ ）34、在高精度GPS變形監(jiān)測，最好采用同一種類型的天線。（ ）35、GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。GPS網的基準設計，實質上主要是指確定網的位置基準問題。（ ） 36、GPS網的基準包括位置基準、方位基準和尺度基準。GPS網的基準設計，實質上主要是指確定網的方位基準問題。（ ） 37、GPS基線向量觀測值中，已包含了位置信息、尺度信息和方位信息。（ ）38、GPS網的圖形設計，也就是根據(jù)對所布設的GPS網的精度要求和其他方面的要求，設計出

7、由同步GPS邊構成的多邊形網。（ ） 39、觀測數(shù)據(jù)的剔除率是指由于不合格而剔除的觀測值個數(shù)與參加同步邊平差計算的觀測值總數(shù)之比。（ ）40、外業(yè)觀測成果的檢核，可以識別觀測值中小的粗差，說明GPS網本身的精度和可靠性。（ ）41、GPS網的非經典自由網平差，是僅具有必要起始數(shù)據(jù)的平差方法。對于GPS網來說，即僅具有一個起始點，其坐標值在平差中保持不變。（ ）42、GPS網的內可靠性亦稱觀測的可控性，是指在一定的顯著水平和檢驗功效下，用數(shù)理統(tǒng)計方法所能探測出的在基線向量中存在的最小粗差。（ ）43、GPS網的外可靠性亦稱觀測的可控性，是指在一定的顯著水平和檢驗功效下，用數(shù)理統(tǒng)計方法所能探測出的

8、在基線向量中存在的最小粗差。（ ）44、大地高是地面點沿法線投影到橢球面的距離。（ ）45、正常高是地面點沿法線投影到橢球面的距離。（ ）46、高程異常是大地水準面至橢球面之間的高程差（ ）。 47、正常高是地面點沿鉛垂線到似大地水準面的距離。（ ）48、測量時間的基準，包括時間的單位(尺度)和原點(起始歷元)。其中時間的原點是關鍵，而尺度可以根據(jù)實際應用加以選定。（ ）49、GPS衛(wèi)星信號中含有多種定位信息，根據(jù)不同的要求可以從中獲得不同的觀測量，目前廣泛采用的基本觀測量主要有兩種，即碼相位觀測量和多普勒觀測量。（ ）50、在靜態(tài)絕對定位中，在某一時段內，各歷元觀測到的衛(wèi)星相同，則該時段內所

9、測衛(wèi)星在空間的幾何分布圖形是不變的，因而精度因子的數(shù)值也是不變的。（ ） 51、采用GPS進行定位時，大部分情況下需要采用精密星歷，以及時提供解算成果。（ ）52、電離層對載波相位觀測值和偽距觀測值的影響，大小相同，符號相反。（ ）53、在短基線（<20km）上使用單頻接收機可以獲得很好的相對定位結果。（ ）54、GPS測量規(guī)范(規(guī)程)是各測繪單位分別制定的技術法規(guī)。（ ）55、當同步閉合環(huán)的閉合差較小時，則說明GPS基線向量的計算合格， GPS邊的觀測精度高，接收的信號未受到干擾。（ ） 56、GPS數(shù)據(jù)預處理的主要目的，是利用原始觀測數(shù)據(jù)進行基線向量的解算，為進一步的GPS網平差做準

10、備。（ ）57、GPS數(shù)據(jù)預處理主要包括數(shù)據(jù)的粗加工和觀測數(shù)據(jù)的預處理兩項內容。（ ）58、一般來說, GDOP值越小，所測衛(wèi)星在空間的分布范圍越合理；反之，所測衛(wèi)星的分布越差。（ ）59、GPS測量工作與經典大地測量工作相類似，按其性質可分為外業(yè)和內業(yè)兩大部分。（ ）60、在靜態(tài)絕對定位中，在某一時段內，雖然各歷元觀測到的衛(wèi)星相同，該時段內所測衛(wèi)星在空間的幾何分布圖形是變化的，但精度因子的數(shù)值是不變的。（ ） 三、多項選擇題 每小題中有1個或多個正確答案，將正確答案的字母填入題中的括號內。對于多項選擇，必須全部正確選項都選出后方可得分。1、GPS衛(wèi)星星座的組成（ ）A、21顆工作衛(wèi)星和3顆備

11、用衛(wèi)星B、24顆衛(wèi)星平均分布在6個軌道平面上C、軌道平面傾角為55度D、衛(wèi)星運行周期為12小時2、GPS衛(wèi)星的核心設備包括（ ）A、原子鐘 B、雙頻發(fā)射和接收機 C、雙葉太陽能板 D、微處理器3、GPS信號接收機的核心設備包括（ ）A、GPS接收機 B、微處理器 C、電源 D、天線 E、終端設備4、與經典測量方法相比，GPS的特點有（ ）A、定位精度高 B、經濟效益顯著 C、任何環(huán)境下均可使用D、自動化程度高 E、可全天候觀測 F、可同時測定點的三維位置5、當前GPS天線設計中的重要任務，主要包括（ ）A、改善天線對不同GPS測量工作的適應性 B、提高相位中心的穩(wěn)定性 C、加強抗干擾能力，減弱

12、多路徑的影響 D、改進天線的生產工藝6、新北京54坐標系（新P54坐標系）的特點包括（ ）A、屬參心大地坐標系B、橢球參數(shù)（長半軸和扁率）與1980年國家大地坐標系的相同 C、橢球軸向與舊P54坐標系的橢球軸向相同D、大地原點與1980年國家大地坐標系的大地原點相同E、高程基準為1956年青島驗潮站求出的黃梅平均海水面F、是將舊P54坐標系內的空間直角坐標經三個平移參數(shù)平移變換至克拉索夫斯基橢球中心得到的7、協(xié)調世界時（ ）A、是為了避免發(fā)播的原子時與世界時之間產生過大的偏差而建立的一種時間系統(tǒng) B、秒長嚴格等于原子時的秒長C、采用閏秒(或跳秒)的辦法使協(xié)調時與世界時的時刻相接近D、是一種連續(xù)

13、的時間系統(tǒng)8、GPS時間系統(tǒng)（ ）A、全球定位系統(tǒng)(GPS)建立了專用的時間系統(tǒng) B、由GPS的主控站原子鐘所控制C、起點與國際原子時系統(tǒng)相同D、采用原子時秒長 E、連續(xù)的時間系統(tǒng)，不跳秒9、WGS-84大地坐標系（ ）A、美國國防部研制確定的大地坐標系B、原點在地球質心C、Z軸指向BIH 1984.0定義的協(xié)議地球極(CTP)方向D、X軸指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交點E、Y軸與Z、X軸構成左手系F、長半軸 a6378140(m)，扁率 f = 1/298.25710、1980國家大地坐標系（ ）A、地心坐標系B、大地原點在陜西省徑陽縣永樂鎮(zhèn)C、Z軸平行于地球質心指向地極原

14、點JYD1968.0的方向D、大地起始子午面平行于格林尼治平均天文臺子午面E、X軸在大地起始子午面內與Z軸垂直指向經度0方向F、Y軸與Z、X軸構成左手系G、長半軸 a6378140(m)，扁率 f = 1/298.25711、用作確定時間基準的周期運動現(xiàn)象，應符合以下要求（ ）A、運動應是連續(xù)的B、運動應是周期性的C、運動的周期應具有充分的穩(wěn)定性D、運動的周期必須具有復現(xiàn)性12、開普勒軌道根數(shù)（ ）A、軌道橢圓的長半徑a及其偏心率e 確定了橢圓的形狀和大小B、升交點赤經和軌道平面傾角i唯一地確定了衛(wèi)星軌道平面與地球體之間的相對定向C、衛(wèi)星的真近點角V表達了開普勒橢圓在軌道平面上的定向D、近地點

15、角距確定了衛(wèi)星在軌道上的位置E、橢圓的一個焦點與地球質心重合 13、衛(wèi)星在運行中受到的攝動力有（ ） A、地球中心引力FcB、地球的非中心引FncC、太陽的引力Fs和月球的引力Fn D、太陽的直接與間接輻射壓力FrE、大氣的阻力Fa F、地球潮汐的作用力、磁力等14、精密星歷 （ ）A、是在事后向用戶提供在其觀測時間的衛(wèi)星精密軌道信息，因此稱為后處理星歷B、該星歷的精度，目前可達米級，進一步的發(fā)展可望達到分米級C、通過衛(wèi)星的無線電信號向用戶傳遞的，無償?shù)貫樗枰挠脩舴誅、避免了預報星歷外推的誤差E、主要服務于精密定位F、可向民用用戶提供15、當測站距離較近時，在單差觀測值中（ ）A、消除了

16、衛(wèi)星鐘鐘差的影響B(tài)、削弱了電離層、對流層的影響C、削弱了衛(wèi)星星歷誤差的影響D、消除了接收機鐘鐘差的影響16、當測站距離較近時，在雙差觀測值中（ ）A、消除了衛(wèi)星鐘鐘差的影響B(tài)、削弱了電離層、對流層的影響C、削弱了衛(wèi)星星歷誤差的影響D、消除了接收機鐘鐘差的影響17、求差法既有優(yōu)點，也有缺點，其缺點表現(xiàn)在（ ）A、數(shù)據(jù)利用率較低，好的觀測值因與之配對的數(shù)據(jù)出問題而無法被利用 B、引進了比位置矢量更為復雜的基線矢量C、差分觀測值是相關的，增加了計算工作量D、兩站間的數(shù)據(jù)采樣率不同時，則無法求差E、采用求差法時多余參數(shù)已被消去，因此難以對這些參數(shù)作進一步研究F、在求差過程中有效數(shù)字將迅速減少，計算中湊

17、整誤差等影響將增大18、載波相位觀測值（ ）A、高精度定位中的主要觀測量 B、可能存在周跳C、測量精度一般為12mm D、可能存在整周模糊度19、下列關于偽距差分，描述正確的有（ ）A、基準站要提供所有衛(wèi)星的偽距改正數(shù)B、用戶接收機觀測任意4顆衛(wèi)星，利用改正后的偽距就可完成定位C、比單點定位精度高，但比位置差分定位的精度要低，一般點位誤差約±2.0mD、實施簡單E、差分精度不隨基準站到用戶的距離而變化F、觀測過程中不出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，雖經過外推可以獲得失鎖歷元的位置，但精度較差20、下列關于相位平滑偽距差分，描述正確的有（ ）A、比位置差分、偽距差分定位的精度要高，一般點位誤差約

18、7;0.7mB、實施較困難C、差分精度不隨基準站到用戶的距離增加變化D、流動站的載波相位觀測值中不得出現(xiàn)周跳。若存在周跳時，必須進行修復E、觀測過程中不出現(xiàn)失鎖現(xiàn)象，雖經過外推可以獲得失鎖歷元的位置，但精度較差21、下列關于GPS測量誤差的描述，正確的有（ ）A、軌道誤差屬于系統(tǒng)誤差B、衛(wèi)星鐘差屬于偶然誤差C、接收機鐘差屬于偶然誤差D、大氣折射的誤差屬于系統(tǒng)誤差E、多路徑效應引起的誤差屬于偶然誤差F、觀測誤差屬于偶然誤差22、為了減弱和修正GPS測量中系統(tǒng)誤差對觀測量的影響，一般根據(jù)系統(tǒng)誤差產生的原因而采取不同的措施，其中正確的應包括（ ）A、引入相應的未知參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中聯(lián)同其它未知參數(shù)一

19、并解算B、建立系統(tǒng)誤差模型，對觀測量加以修正C、將不同觀測站對相同衛(wèi)星的同步觀測值求差，以減弱或消除系統(tǒng)誤差的影響D、簡單地忽略某些系統(tǒng)誤差的影響23、削弱衛(wèi)星星歷誤差的方法（ ）A、建立衛(wèi)星跟蹤網進行獨立定軌 B、短弧法 C、采用軌道松弛法處理觀測數(shù)據(jù) D、同步觀測值求差 E、忽略軌道誤差（用于實時定位工作）24、以下關于對流層（延遲）的說法，正確的有（ ）A、對流層指從地面向上50km部分的大氣層，包括對流層和平流層B、對流層延遲由干氣延遲和濕氣延遲兩部分組成C、常用的對流層改正模型有Hopfield模型和Saastamoinen模型 D、當測站間距離較遠或者兩測站的高差相差甚大時，兩測站

20、的對流層延遲的影響在差分觀測值中仍不可忽視E、在某一測站，隨著高度角的增加，對流層延遲逐漸減小。地平方向時對流層延遲最大，天頂方向時對流層延遲最小F、對于高精度GPS監(jiān)測，除了要考慮監(jiān)測距離要適當外，還應考慮測站間的高差不要太大 25、以下關于電離層（延遲）的說法，正確的有（ ）A、高出地表501000km的大氣層稱為電離層B、電離層影響電磁波傳播的主要因素是電子密度C、在GPS定位中，一般常采用Saastamoinen模型進行電離層延遲改正D、在短基線上使用單頻接收機不能獲得很好的相對定位結果E、對于雙頻用戶可以利用雙頻觀測值進行電離層改正F、當測站間距離較遠時，兩測站的電離層延遲的影響在差

21、分觀測值中仍不可忽視G、某一測站的電離層延遲，隨高度角的增加而減小。當高度角較小時，變化幅度較大；反之較小26、以下關于多路徑效應的說法中，正確的有（ ）A、進入接收機天線的直接波和反射波所引起的干涉時延效應B、是GPS測量的一種重要誤差來源，嚴重時將引起載波相位觀測值的頻繁周跳甚至接收機失鎖，損害GPS定位的精度C、對偽距測量和對載波相位測量的影響相同D、目前在數(shù)據(jù)處理中還難以模型化以削弱其影響E、解決多路徑效應的最好方法在于采取預防措施，如選擇合適的站址、采用性能良好的天線、改善接收機的設計等27、關于GPS網圖形設計的一般原則，以下說法正確的有（ ）A、GPS網一般應通過同步觀測邊構成閉

22、合圖形，以增加檢核條件，提高網的可靠性。B、GPS網點應盡量與原有地面控制網點相重合。重合點不應少于3個(不足時應聯(lián)測)且在網中應分布均勻，以便可靠地確定GPS網與地面網之間的轉換參數(shù)。C、GPS網點應考慮與水準點相重合，或在網中布設一定密度的水準聯(lián)測點，以便為大地水準面的研究提供資料。D、為了便于觀測和水準聯(lián)測，GPS網點一般應設在視野開闊和容易到達的地方。E、為了便于用經典方法聯(lián)測或擴展，可在網點附近布設一通視良好的方位點，以建立聯(lián)測方向。方位點與觀測站的距離，一般應大于300m。28、進行GPS測量時，擬定觀測計劃的依據(jù)主要有（ ）A、GPS網的規(guī)模大小B、GPS網的精度要求C、GPS衛(wèi)

23、星星座D、參加作業(yè)的GPS接收機數(shù)量E、測區(qū)交通和地形條件F、后勤保障條件(運輸、通訊)29、進行GPS測量時，制訂觀測計劃的主要內容應包括（ ）A、GPS衛(wèi)星的可見性圖及最佳觀測時間的選擇B、采用的接收機數(shù)量C、觀測區(qū)的劃分D、觀測工作的進程E、接收機的調度計劃30、進行天線安置時，一般應滿足以下要求（ ）A、對定位時，天線應盡可能利用三腳架，并安置在標志中心的上方直接對中觀測B、天線底板上的管水準器氣泡必須居中C、天線的定向標志線應指向正北，定向的誤差以定位的精度不同而異，一般應不超過3°5° D、雷雨天氣安置天線時，應注意將其底盤接地，以防止雷擊E、天線安置后，應在各

24、觀測時段的前后各量測天線高一次。兩次量測結果之差不應超過3mm，并取其均值采用F、量測天線高時，必須量垂高31、在GPS外業(yè)觀測工作中，操作人員應注意以下事項（ ）A、當確認外接電源電纜及天線等各項聯(lián)結完全無誤后，方可接通電源，啟動接收機B、接收機在開始記錄數(shù)據(jù)后，用戶應注意查看有關接收衛(wèi)星數(shù)量、存儲介質記錄、電源等情況C、在觀測過程中，接收機不得關閉并重新啟動；不準改變衛(wèi)星高度角的限值，不準改變天線高D、每一觀測時段中，氣象資料一般應在時段始末及中間各觀測記錄一次，當時段較長時(如超過60分)應適當增加觀測次數(shù)E、觀測站的全部預定作業(yè)項目，經檢查均已按規(guī)定完成，且記錄與資料均完整無誤后方可遷

25、站。32、以下關于GPS測量的觀測成果的外業(yè)檢核，正確的有（ ）A、是確保外業(yè)觀測質量，實現(xiàn)預期定位精度的重要環(huán)節(jié)B、檢核項目主要包括同步邊觀測數(shù)據(jù)檢核、重復邊檢核、同步環(huán)閉合差檢核和異步環(huán)閉合差檢核C、外業(yè)觀測成果的檢核，可以發(fā)現(xiàn)觀測值中是否含有小的粗差D、外業(yè)觀測成果的檢核，可以衡量GPS網的可靠性E、GPS網本身的精度通過GPS網平差來實現(xiàn)33、關于GPS網無約束平差的目的，正確的有（ ）A、建立GPS網的位置基準、尺度基準和方位基準B、發(fā)現(xiàn)基線閉合環(huán)路閉合差發(fā)現(xiàn)不了的小的基線向量粗差C、客觀地評價GPS網本身的內部符合精度及網的可靠性D、實現(xiàn)GPS網高程系統(tǒng)的轉換E、實現(xiàn)GPS網坐標系

26、統(tǒng)的轉換34、對GPS變形監(jiān)測網而言，衡量其質量的標準有（ ）A、精度標準 B、靈敏度標準 C、可靠性標準 D、經濟性標準 35、關于世界時系統(tǒng)，正確的有（ ）A、是人類最早建立的時間系統(tǒng) B、是以地球公轉運動為基準的時系統(tǒng) C、恒星時、平太陽時、世界時屬于世界時系統(tǒng)D、恒星時和平太陽時都具有地方性特點 E、世界時系統(tǒng)是一種穩(wěn)定的時間系統(tǒng)36、關于衛(wèi)星的無攝運動，正確的有（ ）A、假設地球是一球體 B、衛(wèi)星只受中心力的作用，不受攝動力的影響C、決定著衛(wèi)星運動的基本規(guī)律和特征D、此時衛(wèi)星運行的軌道稱為攝運動軌道 E、是我們分析衛(wèi)星實際運動規(guī)律的基礎37、太陽光壓對衛(wèi)星運動影響的大小，與 （ ）等因素有關A、與太陽的直接光輻射壓力 B、地球反射的太陽光間接輻射壓力C、衛(wèi)星、太陽和地球之間的相互位置D、衛(wèi)星表面的反射特