單差、雙差、三差2

1、1. 靜態(tài)相對定位中，在衛(wèi)星之間求一次差可有效消除或削弱的誤差項為：AA. 衛(wèi)星鐘差B. 電離層延遲誤差C. 星歷誤差D. 接收機(jī)鐘差2. 什么是單差、雙差和三差，它們各有什么特點(diǎn)？答：將直接觀測值相減，所獲得的結(jié)果被當(dāng)做虛擬觀測值，稱為載波相位觀測值的單差。包括 在衛(wèi)星間求一次差，在接收機(jī)間求一次差，在不同歷元間求一次差三種求差法。在載波相位測 量的一次求差基礎(chǔ)上繼續(xù)求差所獲得的結(jié)果被當(dāng)成虛擬觀測值，稱為雙差。常見的二次求差也 有三種：在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差；在接收機(jī)和歷元間求二次差；在衛(wèi)星和歷元間求二次差。 二次差仍可繼續(xù)求差，稱為求三次差。只有一種三次差，即在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次

2、差?？紤]到GPS定位的誤差源，實(shí)際上廣為采用的求差法有三種：在接收機(jī)間求一次差，在接收 機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次差。他們各自的特點(diǎn)分別是：1）在接收機(jī)間求一次差：可以消除衛(wèi)星鐘差；接收機(jī)鐘差參數(shù)數(shù)量減少，但并不能消除接收 機(jī)鐘差；衛(wèi)星星歷誤差、電離層誤差、對流層延遲等的影響也可得以減弱。2）在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差：衛(wèi)星鐘差被消去；接收機(jī)相對鐘差也被消去；在每個歷元中 雙差觀測方程的數(shù)量均比單差觀測方程少一個；參數(shù)較少用一般的計算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)處理工 作。3）在衛(wèi)星、接收機(jī)和歷元間求三次差：在二次差的基礎(chǔ)上進(jìn)一步消去了整周模糊度參數(shù)，但這并沒有多少實(shí)際意義；三差解是一種

3、浮點(diǎn)解；三差方程的幾何強(qiáng)度較差。一般在GPS測量中廣泛采用雙差固定解而不采用三差解，通常僅被當(dāng)做較好的初始值，或用于解決整周跳變的探 測與修復(fù)、整周模糊度的確定等問題。3為什么在一般的GPS定位中廣泛采用雙差觀測值？答:由于雙差觀測存在以下的優(yōu)點(diǎn)：消去了衛(wèi)星鐘差；接收機(jī)相對鐘差也被消去；在每個歷元中雙 差觀測方程的數(shù)量均比單差觀測方程少一個；參數(shù)大大減少，用一般的計算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)處理工作。4.為什么在靜態(tài)相對定位載波測量中廣泛采用求差法？答:在載波測量中，多余參數(shù)的數(shù)量往往非常多，這樣數(shù)據(jù)處理的工作量十分龐大，對計算機(jī)及作業(yè)人員的素質(zhì)也會提出較高的要求。此外，未知參數(shù)過多使得解的穩(wěn)定性減弱。

4、而通過觀測值 相減即求差法可消除多余觀測數(shù)，從而大大降低了工作量。5什么是寬巷觀測值？如何利用寬巷觀測值？答:寬巷觀測值 二丄工為兩個不同頻率的載波（Li,L2）相位觀測值間的一種線性組合，即疋:y 其對應(yīng)的頻率為心-.“j '- :，對應(yīng)的波長為'"-心占' 小"，對應(yīng)的整周模糊度為 丄屮丘一3注 讓丄一丄c由于寬巷觀測值的波長達(dá) 86cm，利用它可以很容易準(zhǔn)確確定其整周模糊度，進(jìn)而準(zhǔn)確確定Ni和N2。GPS誤差GPS測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設(shè)備到多顆 衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點(diǎn)

5、的三維坐標(biāo)。因此，對于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播過程和地面接收設(shè)備都會對GPS測量產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；與信號傳播有關(guān)的誤差；與接收設(shè)備有關(guān)的誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差是指衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星實(shí)際位置間的偏差，由于衛(wèi)星空間位置是由地面監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星測軌結(jié)果計算求得的，所以又稱為衛(wèi)星軌道誤差。它是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀測值的數(shù)量及精度、軌道 計算時所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度等。星歷誤差是GPS測量的重要誤差來源（2 ）衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差是指 GPS衛(wèi)星時鐘與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時間的差別。為了

6、保證時鐘的精度， GPS衛(wèi) 星均采用高精度的原子鐘，但它們與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的偏差和漂移和漂移總量仍在 1ms 0.1ms以內(nèi)，由此引起的等效誤差將達(dá)到 300km30km。這是一個系統(tǒng)誤差必須加于修正。（3） SA干擾誤差SA誤差是美國軍方為了限制非特許用戶利用GPS進(jìn)行高精度點(diǎn)定位而采用的降低系統(tǒng)精度的政策，簡稱 SA政策，它包括降低廣播星歷精度的&技術(shù)和在衛(wèi)星基本頻率上附加一隨機(jī)抖動的 S技術(shù)。實(shí)施SA技術(shù)后，SA誤差已經(jīng)成為影響 GPS定位誤差的最主要 因素。雖然美國在2000年5月1日取消了 SA，但是戰(zhàn)時或必要時， 美國可能恢復(fù)或采用類似 的干擾技術(shù)。（SA技術(shù)其主要內(nèi)容

7、是:1.在廣播星歷中有意地加入誤差 ，使定位中的已知點(diǎn)（衛(wèi)星）的位 置精度大為降低；2.有意地在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號中加入誤差 ，使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化,導(dǎo)致 測距精度大為降低.）（4）相對論效應(yīng)的影響這是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)所處的狀態(tài)（運(yùn)動速度和重力位）不同引起的衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間的相對誤差。編輯本段與傳播途徑有關(guān)的誤差（1）電離層折射在地球上空距地面50100 km之間的電離層中,氣體分子受到太陽等天體各種射線輻射產(chǎn)生強(qiáng)烈電離，形成大量的自由電子和正離子。當(dāng)GPS信號通過電離層時，與其他電磁波一樣，信號的路徑要發(fā)生彎曲，傳播速度也會發(fā)生變化,從而使測量的距離發(fā)生偏差，這種影響 稱為電離層折射。

8、對于電離層折射可用3種方法來減弱它的影響：利用雙頻觀測值，利用不 同頻率的觀測值組合來對電離層的延尺進(jìn)行改正。利用電離層模型加以改正。利用同步觀測值求差，這種方法對于短基線的效果尤為明顯。（2）對流層折射對流層的高度為40km以下的大氣底層，其大氣密度比電離層更大，大氣狀態(tài)也更復(fù)雜。對流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能，其溫度隨高度的增加而降低。GPS信號通過對流層時，也使傳播的路徑發(fā)生彎曲，從而使測量距離產(chǎn)生偏差，這種現(xiàn)象稱為對流層折射。減弱對 流層折射的影響主要有 3種措施：采用對流層模型加以改正，其氣象參數(shù)在測站直接測定。 引入描述對流層影響的附加待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中一并求得。利用同步

9、觀測量求差。（3）多路徑效應(yīng)測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號（反射波）進(jìn)入接收機(jī)天線，將和直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離，產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應(yīng)被稱作多路徑效應(yīng)。減弱多路徑誤差的方法主要有：選擇合適的站址。測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中，應(yīng)離開高層建筑物。選擇較好的接收機(jī)天線，在天線中設(shè)置徑板，抑制極化特性不同的反射信號編輯本段 與GPS接收機(jī)有關(guān)的誤差(1) 接收機(jī)鐘差GPS接收機(jī)一般采用高精度的石英鐘，接收機(jī)的鐘面時與 GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的差異稱 為接收機(jī)鐘差。把每個觀測時刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個獨(dú)立的未知數(shù)，并認(rèn)為各觀

10、測時刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，在數(shù)據(jù)處理中與觀測站的位置參數(shù)一并求解，可減弱接收機(jī)鐘差的 影響。(2) 接收機(jī)的位置誤差接收機(jī)天線相位中心相對測站標(biāo)石中心位置的誤差，叫接收機(jī)位置誤差。其中包括天線置平和對中誤差，量取天線高誤差。在精密定位時，要仔細(xì)操作，來盡量減少這種誤差影響。在變形監(jiān)測中，應(yīng)采用有強(qiáng)制對中裝置的觀測墩。相位中心隨著信號輸入的強(qiáng)度和方向不同而 有所變化，這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如 何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計中的一個重要問題。在實(shí)際工作中若使用同一類天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個或多個測站同步觀測同一組衛(wèi)星，可通過觀測值求差來減弱相位偏移的

11、影響。但這時各測站的天線均應(yīng)按天線附有的方位標(biāo)進(jìn)行定向，使之根據(jù)羅盤指向磁北極。(3) 接收機(jī)天線相位中心偏差在GPS測量時，觀測值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應(yīng)保持一致。但是觀測時天線的相位中心隨著信號輸入的強(qiáng)度和方向 不同而有所變化，這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計中的一個重要問題。編輯本段差分GPS(DGPS)原理根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式可將差分 GPS定位分為三類，即：位置差分、 偽距差分和相位差分。這三類差分方式的工作原理是相同的，即都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，

12、由用戶站接收并對其測量結(jié)果進(jìn)行改正，以獲得精確的定位結(jié)果。 所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不一樣，其差分定位精度也不同。編輯本段 位置差分原理這是一種最簡單的差分方法，任何一種GPS接收機(jī)均可改裝和組成這種差分系統(tǒng)。安裝在基準(zhǔn)站上的 GPS接收機(jī)觀測4顆衛(wèi)星后便可進(jìn)行三維定位，解算出基準(zhǔn)站的坐 標(biāo)。由于存在著軌道誤差、時鐘誤差、SA影響、大氣影響、多徑效應(yīng)以及其他誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是不一樣的，存在誤差。基準(zhǔn)站利用數(shù)據(jù)鏈將此改正數(shù)發(fā)送出去，由用戶站接收，并且對其解算的用戶站坐標(biāo)進(jìn)行改正。最后得到的改正后的用戶坐標(biāo)已消去了基準(zhǔn)站和用戶站的共同誤差，例如衛(wèi)星軌道誤 差、SA影響、

13、大氣影響等，提高了定位精度。以上先決條件是基準(zhǔn)站和用戶站觀測同一 組衛(wèi)星的情況。 位置差分法適用于用戶與基準(zhǔn)站間距離在 100km以內(nèi)的情況。編輯本段偽距差分原理偽距差分是目前用途最廣的一種技術(shù)。幾乎所有的商用差分 GPS接收機(jī)均采用這種技術(shù)。國際海事無線電委員會推薦的 RTCM SC-104也采用了這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接收機(jī)要求得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計算出的距離與含有誤差的 測量值 加以比較。利用一個 a - 3濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將所有衛(wèi)星的 測距誤差傳輸 給用戶，用戶利用此測距誤差來改正測量的偽距。最后，用戶利用改正后的 偽距來解出本身的位置，就可消去公共誤差，提

14、高定位精度。與位置差分相似，偽距差分能將兩站公共誤差抵消，但隨著用戶到基準(zhǔn)站距離的增加 又出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差，這種誤差用任何差分法都是不能消除的。用戶和基準(zhǔn)站之間的距離對 精度有決定性影響。編輯本段載波相位差分原理測地型接收機(jī)利用 GPS衛(wèi)星載波相位進(jìn)行的靜態(tài)基線測量獲得了很高的精度(10-610-8 )。但為了可靠地求解出相位模糊度，要求靜止觀測一兩個小時或更長時間。這樣就限制了在工程作業(yè)中的應(yīng)用。于是探求快速測量的方法應(yīng)運(yùn)而生。例如，采用整周模糊度快速逼近技術(shù)(FARA )使基線觀測 時間縮短到5分鐘，采用準(zhǔn)動態(tài)(stop and go ),往返重復(fù) 設(shè)站(re-occupation )和動態(tài)

15、(kinematic ) 來提高GPS作業(yè)效率。這些技術(shù)的應(yīng)用對推 動精密GPS測量起了促進(jìn)作用。但是，上述這些作業(yè)方式都是事后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不能實(shí)時提交成果和實(shí)時評定成果質(zhì)量，很難避免出現(xiàn)事后檢查不合格造成的返工現(xiàn)象。差分GPS的出現(xiàn)，能實(shí)時給定載體的位置，精度為米級，滿足了引航、水下測量等工 程的要求。位置差分、偽距差分、偽距差分相位平滑等技術(shù)已成功地用于各種作業(yè)中。隨之而來的是更加精密的測量技術(shù)一載波相位差分技術(shù)。載波相位差分技術(shù)又稱為RTK技術(shù)(real time kinematic ),是建立在實(shí)時處理兩個測站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實(shí)時提供觀測點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級的高精度。與

16、偽距差分原理相同，由基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)時將其載波觀測量及站坐標(biāo)信息一同傳 送給用戶站。用戶站接收 GPS衛(wèi)星的載波相位 與來自基準(zhǔn)站的載波相位，并組成相位差 分觀測值進(jìn)行實(shí)時處理，能實(shí)時給出厘米級的定位結(jié)果。實(shí)現(xiàn)載波相位差分 GPS的方法分為兩類：修正法和差分法。前者與偽距差分相同，基準(zhǔn)站將載波相位修正量發(fā)送給用戶站，以改正其載波相位，然后求解坐標(biāo)。后者將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給 用戶臺進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。前者為準(zhǔn)RTK技術(shù)，后者為真正的 RTK技術(shù)。RTK和在此基礎(chǔ)上發(fā)展的 VRS在有效范圍內(nèi)都能達(dá)到厘米級的定位精度。要確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置。首先，要通過深思熟慮，優(yōu)化設(shè)計衛(wèi)星運(yùn)行軌道，而且

17、，要由監(jiān)測站通過各種手段， 連續(xù)不斷監(jiān)測衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)， 適時發(fā)送控制指令， 使衛(wèi)星保持 在正確的運(yùn)行軌道。將正確的運(yùn)行軌跡編成星歷，注入衛(wèi)星，且經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送給GPS接收機(jī)。正確接收每個衛(wèi)星的星歷，就可確知衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。這個問題解決了，接下來就要解決準(zhǔn)確測定地球上某用戶至衛(wèi)星的距離。衛(wèi)星是遠(yuǎn)在地球上層空間，又是處在運(yùn)動之中， 我們不可能象在地上量東西那樣用尺子來量，那么又是如何來做的呢？如何測定衛(wèi)星至用戶的距離編輯本段GPS的6種誤差GPS導(dǎo)航定位包括下列六種誤差 ：.星歷誤差一予報的衛(wèi)星位置的誤差；衛(wèi)星鐘差一予報的衛(wèi)星鐘差，包括SA;電離層誤差一由于電離層效應(yīng)引起的觀測值的誤差；對流層誤差

18、一由于對流層效應(yīng)引起的觀測值的誤差；多徑誤差一由于反射信號進(jìn)入接收機(jī)天線引起的觀測值的誤差；接收機(jī)誤差一由于熱噪聲、軟件和各通道之間的偏差引起的觀測值誤差。1. 目前正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的 （GPS）和俄羅斯的（GLONASS ）。我 國 的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為 （北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定 位 系統(tǒng)稱為（GALILEO ）。2. GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控制部分）和（用戶部分）三部分組成。3 按用途將 GPS接收機(jī)分為（導(dǎo)航型接收機(jī)）、（測地型接收機(jī)）和（授時型接收機(jī)）三 種。4根據(jù)測距的原理， 可將 GPS 定位的方法分為 （ 偽距法定位

19、 ）、載波相位測量定位和 （差 分 GPS 定位）三種。5 GPS 衛(wèi)星發(fā)送的信號是由載波、 （ 測距碼 ）和（ 導(dǎo)航電文 ）三部分組成的。 6廣域差分可糾正的誤差種類包括 （ 星歷誤差） 、（ 大氣延時誤差 ）和（ 衛(wèi)星鐘差誤差 ）。 7單站差分 GPS 按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（ 位置差分 ）、（ 偽距差分 ） 和 相位差分。8 GPS 測量中，減弱電離層影響的措施包括（利用雙頻觀測）、（利用電離層改正模型）和利用同步觀測求差。9 GPS 測量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括 （衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤差）和（相對論效應(yīng) ）。10 多路徑誤差的大小取決于 （ 間接波的強(qiáng)弱 ）和（

20、用戶接收天線抗御間接波的能力 ）。1.GPS 全球定位系統(tǒng)具有全能性、 全球性、 全天候、 連續(xù) 性和實(shí)時性的導(dǎo)航、 定位和定 時 功能。能為各類用戶提供精密的 三維坐標(biāo) 、速度和時間。2. 在定位工作中， 可能由于 衛(wèi)星信號 被暫時阻擋， 或受到外界干擾影響， 引起衛(wèi)星跟蹤 的 暫時中斷，使計數(shù)器無法累積計數(shù)，這種現(xiàn)象叫 整周跳變 。3. 按照 GPS 系統(tǒng)的設(shè)計方案， GPS 定位系統(tǒng)應(yīng)包括 空間衛(wèi)星 部分、 地面監(jiān)控 部 分和 用戶接收部分。4. 在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，可消去兩測站接收機(jī)的相對鐘差 改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。5. 根據(jù)不同的用途， GPS 網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有 點(diǎn)連 式、

21、 邊連 式、 網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合 連 接四種基本方式。 選擇什么方式組網(wǎng)， 取決于工程所要求的精度、 野外條件及 GPS 接收 機(jī) 臺數(shù)等因素。6. 我國目前常用的兩個國家大地坐標(biāo)系是 （1954 年北京坐標(biāo)系） 和（ 1980 年國家大地坐 標(biāo) 系 ）。7. 北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由（兩顆地球靜止同步衛(wèi)星 ）和（顆在軌道備份衛(wèi) 星 ）組成。8. GPS 使用 L 波段的兩種載波波長分別是（ 19cm ）和（ 24cm ）。（只保留整數(shù)部分）9. （ 基準(zhǔn) ）和 （ 坐標(biāo)系 ）兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考系統(tǒng)10. 測距方法分為（雙程測距 ）和（單程測距 ）。11. （ C/A ）碼目前只

22、被調(diào)制在 L1 上。12. 回避法所針對的誤差源（電磁波干擾 ）和（多路徑效應(yīng) ）13. 衛(wèi)星鐘差消除方法（使用衛(wèi)星鐘差改正模型14. GPS 衛(wèi)星位置采用（ WGS-84 ）大地坐標(biāo)系。15. GPS 衛(wèi)星星歷分為（ 預(yù)報星歷 ）和（ 后處理星歷 ）。16. GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采?。臻g距 離后方交會 ）的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。17. GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)， 采取 空間距 離后方交會 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。18. 我國自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 是全天候、 全天時提

23、供衛(wèi)星導(dǎo)航 信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)， 它由兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。3、由于地球內(nèi)部和外部的動力學(xué)因素，地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時間而變化，這種現(xiàn)象叫 極移 。隨時間而變化的極點(diǎn)叫瞬時極， 某一時期瞬時極的平均位置叫平地級， 簡稱 平 極 。 4、 動態(tài)定位是用 GPS 信號 實(shí)時 地測得運(yùn)動載體的位置。按照接收機(jī)載體的運(yùn)行速度， 又將動態(tài)定位分成低動態(tài)、中等動態(tài)、高動態(tài)三種形式。 5、 單點(diǎn)定位就是獨(dú)立確 定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對位置， 其定位結(jié)果屬于 WGS-84 坐 標(biāo)系統(tǒng)。 6、 在進(jìn)行 GPS 測量時，觀測量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中 系統(tǒng) 誤差影

24、響尤其 顯著。 7、 利用 雙頻技術(shù)可以消除或減弱 電離層 折射對觀測量的影響，基線長度不受限制，所以 定位精 度和作業(yè)效率較高。 2、在使用 GPS 軟件進(jìn)行平差計算時，需要選擇 橫軸墨卡托投影 投 影方式。 3、在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi) 星跟蹤的 暫時中斷， 使計數(shù)器無法累積計數(shù)， 這種現(xiàn)象叫 。 4、雙頻接收機(jī)可以同時接收 L1 和 L2 信號，利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱 對觀測量 的影響，所以定位精度較高，基 線長度不受 電離層折 限制，所以作業(yè)效率較高。 5、PDOP 代表 空間位置圖形強(qiáng)度因子 。 6、從誤差來源分析， GPS 測量誤差大

25、體上可分為以下三類和與GPS 衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與衛(wèi) 星信號傳播有關(guān)的誤差，與接收機(jī)有關(guān)的誤差）7、利用 GPS 進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為 定位和定位；若按參考點(diǎn)的不同位 置，又可分 為定位 定位。（靜態(tài)，動態(tài)，單點(diǎn)，相對） 8、 GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速 運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采取 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。10 、GPS 外業(yè)實(shí)施包括 GPS 點(diǎn)的選埋，觀測，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)處理 等工作。 四、名詞解 釋（每題 4 分，共 20 分） 1 整周計數(shù)：載波相位測量的實(shí)際觀測值為，由兩部分組成。 其中的值為接收機(jī)計數(shù)器自 動記

26、錄的載波相位測量的整波段數(shù)， 稱為整周計數(shù)。 2 單點(diǎn) 定位：利用衛(wèi)星星歷及一臺 GPS 接收機(jī)的觀測值來獨(dú)立確定該接收機(jī)在地球坐標(biāo) 系中絕 對坐標(biāo)的方法。 3 物理同步誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時與標(biāo)準(zhǔn) GPS 時之間的差異。 4 相對 論效應(yīng)： GPS 測量中由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動速度不同以及所處位置引力位的不同而引起的測量誤差。 5 SA ：美國政府為了限制非特許用戶利用 GPS 的定位 精度的一種政策。包括£及3技術(shù)。 前者是在廣播星歷中人為加入誤差，以降低衛(wèi)星星歷的精度； 后者是在衛(wèi)星 鐘頻中引入快速抖動。6 衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。

27、7、接收通道：跟蹤、量測、處理衛(wèi)星信號的設(shè)備，由無線電元器件、數(shù)字電路等硬件和常 用軟件組成，一個接收通道在同一時間內(nèi)只能接收一個衛(wèi)星 信號，據(jù)工作方式不同，可分為 序貫通道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文：由衛(wèi)星向用戶發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波： 由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航電文，故接收到的衛(wèi) 星信號的相位也不連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測量前，必須設(shè) 法將調(diào)制信號去掉，恢復(fù)載波， 此項工作稱重建載波，一般可采用碼相關(guān)法、平方法等方 法進(jìn)行。 10、相對論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的重力位

28、不同，運(yùn)動速度不同而導(dǎo) 致鐘的誤差， 前者為廣義相對論效應(yīng)，后者為狹義相對論效應(yīng)，對GPS 衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為4.45 X 10 10 ?6?1f，可在生產(chǎn)原子鐘時調(diào)低其頻率的方法來解決，其變化部分需用公式加以改正。11、廣域差分 GPS:在相當(dāng)大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀測值送 往數(shù)據(jù)處理中心以便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模 型等分離出來，并播發(fā)給用戶 的差分 GPS 系統(tǒng)稱廣域差分 GPS。12、天線平均相位中心偏差:天線對中是以其幾何中心為準(zhǔn)的，而不以平均相位中心為準(zhǔn)，兩者之差稱天線平均相位中心偏差，一般可采用歸心改正法或相對定位時天線統(tǒng)一指北的方法

29、等消除其影響。13、 GPS 相對定位 是至少用兩臺 GPS 接收機(jī)，同步觀測相同的 GPS 衛(wèi)星，確定兩臺接 收 機(jī)天線之間的相對位置。14、同步觀測環(huán) 三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。 15、后處理星歷 三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所 構(gòu)成的閉合環(huán)。 16、靜態(tài)定位 如果在定位時，接收機(jī)的天線在跟蹤 GPS 衛(wèi)星過程中，位 置處于固定不動的 靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。 相對定位 確定進(jìn)行同步觀測 的接收機(jī)之間相對 位置的定位方法，稱為相對定位。17、虛擬參考站系統(tǒng) VRS :各基準(zhǔn)站不直接向移動用戶發(fā)送 DGPS 數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到 控制

30、中心，后者依據(jù)用戶的實(shí)時 請求，經(jīng)過選擇和計算，向用戶發(fā)送 DGPS 數(shù)據(jù) 18、 GPS 網(wǎng)的圖形設(shè)計：根據(jù)對所布設(shè) 的 GPS 網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計出由 獨(dú)立 GPS 邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)（或稱為 環(huán)形網(wǎng)）19GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 答：GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù) 基礎(chǔ)。它主 要包括：衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離層時延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕捉 P 碼的信息。 20極移 答：地球瞬時自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時間而變，稱為地極 移動，簡稱極移 21 、Z 計數(shù)： Z 計數(shù)實(shí)際上就是一個時間計數(shù)，它以從每星期起始時刻開 始播發(fā)的 D 碼子幀 數(shù)為單位， 給出了一

31、個子幀開始瞬間的 GPS 時間。 22. GPS 衛(wèi)星的導(dǎo) 航電文 GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要包括：衛(wèi)星星歷、 時鐘改 正、電離層時延改正、工作狀態(tài)信息以及 C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕捉 P 碼的信息。 廣播星 歷： 答： 衛(wèi)星將地面監(jiān)測站注入的有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息， 通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給用 戶，用戶接 收到這些信號進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷， 這種星歷就是廣播星歷。 23. 偽距 就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá) GPS 接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得出的量側(cè)距離。由 于衛(wèi)星鐘、接收機(jī)鐘的誤差以及信號經(jīng)過電離層和對流層的延遲，量側(cè)距離的距離 與衛(wèi)星到 接收機(jī)的

32、幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。24 周跳（整周跳變） 在 GPS 定位工作中， 由于某種原因， 如衛(wèi)星信號被暫時阻擋， 或受 到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法累積計數(shù)，這種現(xiàn)象稱為周跳。25.GPS 全球定位系統(tǒng) 答： GPS 全球定位系統(tǒng)是一個空基全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國國防部開發(fā)，用以滿 足軍方 在地面或近地空間獲取一個通用參照系中的位置， 速度和時間信息的要求。 26星 歷誤差 答：實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差。星歷誤差是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小主要 取決于衛(wèi) 星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀測值的數(shù)量及精度、軌道計算時所用的軌道模型 及定軌軟件 的完善程

33、度等。 27SA 技術(shù) 答：其主要內(nèi)容是： （1）在廣播星歷中有意地 加入誤差，使定位中的已知點(diǎn)（衛(wèi)星）的位置精度大為降低； （2）有意地在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號中加入誤差， 使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化， 導(dǎo) 致測距精度大為降低。 28偽距 答： GPS 定位采用的是被動式單程測距。它的信號發(fā)射時刻是衛(wèi)星鐘確定的，收到時刻則是由接收機(jī)鐘確定的， 這就在測定的衛(wèi)星至 接收機(jī)的距離中， 不可避免地包含著兩臺鐘不 同步的誤答： 將一臺 GPS準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距行 GPS 觀測 度。 2. GPS技術(shù)設(shè)計中應(yīng)考慮哪些因素？差影響， 所以稱其為偽距。 三、問答題（40 分） 1什么叫差分定位技術(shù) 接收機(jī)到安置在基準(zhǔn)站

34、上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計算出基 離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時的將這一個改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn) 的同時也接收到基準(zhǔn)站的該正數(shù)，并對其定位結(jié)果進(jìn)行改正，從而提高定位精任務(wù)書和 GPS 測量規(guī)范來進(jìn)行的。它的 減少物資、人力和時間的消耗。在工作過程10 分） 答：技術(shù)設(shè)計主要是根據(jù)上級主管部門下達(dá)的測量總的原則是，在滿足用戶要求的情況下，盡可能中，要考慮下面一些因素： （1）測站因素；（2）衛(wèi)星因素；（3）儀器因素； （4）后勤因素。 3什么是多路徑誤差 ?試述消弱多路徑誤差的 方法。（9 分 在 GPS 測量中，如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號進(jìn)入接收機(jī)天線， 這 就和直接

35、來 自衛(wèi)星的信號產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值，產(chǎn)生多路徑誤差。消多路徑誤差的方法 : （1）選擇合適的站址 a、 測站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積平靜地水面; b、 測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中 ; c、 測站應(yīng)離開高層建筑物. （2）對接收機(jī)天線的要求a、在天線中設(shè)置抑徑板b、接收天線對于極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。載波相位測量中 L1,L2 的多路徑誤差最大分別為其波長的1/，即 4.8cm 和 6.1cm。 4 5、什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用 GPS 接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，為何需要同時 觀測 至少 4 顆 GPS 衛(wèi)星？ 根據(jù) GPS 衛(wèi)星星歷和一臺 GPS 接收機(jī)的偽

36、距測量觀測值來直接獨(dú)立確定用戶接收機(jī)天線在 WGS-84 坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)的方法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對定位。 由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，每顆衛(wèi)星的偽距測量觀測值中都包含有接收機(jī)鐘差這一誤差，造 成距離測量觀測值很不準(zhǔn)確。（需要將接收機(jī)鐘差作為一個未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定 位的計算中，再加上坐標(biāo)三個未知數(shù)，所以至少需要 4個偽距觀測值，即需要同時觀測至 少4顆GPS衛(wèi)星。6 在全球定位系統(tǒng)中為何要用測距碼來測定偽距？答：用測距碼測距有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）易于將十分微弱的衛(wèi)星信號從噪聲的汪洋大海中提取出來；（2）可提高測距精度；（3）可用碼分多址技術(shù)來區(qū)分、處理不同衛(wèi)星的信號；（4）便于對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制

37、和管理。7 .為什么說快速而準(zhǔn)確地確定整周模糊度是載波相位測量中的關(guān)鍵問題？答：（1）精確的（）rF $及修復(fù)周跳后的整周計數(shù)只有與正確的N配合使用才有意 義，N出錯將嚴(yán)重?fù)p害定位精度和可靠性。（2）在一般的GPS測量中，定位所需的時間即為確定模糊度所需的時間，快速確定 N對提 高GPS定位速度，提高作業(yè)效率具有重要作用。 8請簡述差分GPS的基本原理。何為位置差分？何為距離差分？答差分GPS的基本原理：利用相距不太遠(yuǎn)的兩個GPS測站在同一時間分別進(jìn)行單點(diǎn)定位時所受到的衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差和衛(wèi)星鐘差等誤差源的空間相關(guān)性較好原理，利用基準(zhǔn)站上的觀測結(jié)果求得上述誤差的影響并通過數(shù)據(jù)鏈將誤差改

38、正數(shù)發(fā)送給流動站從而提高流動站定位精度。位置差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是基準(zhǔn)站利用GPS測定的坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之差距離差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是對各GPS衛(wèi)星的距離觀測值的改正數(shù)9.能否采用雙頻改正方法消除對流層延遲？為什么？答：不能。因為雙頻改正的基礎(chǔ)是利用兩個頻率在介質(zhì)中的傳播速度不同，通過測定兩個頻率信號到達(dá)接收機(jī)的時間差可以反推各自在該介質(zhì)中的延遲量。其改正原理是建立在色散效應(yīng)基礎(chǔ)上的。對于 GPS信號12,ff而言，由于其波長較長，在對流層中基本上不存在色散效應(yīng)，兩個頻率的信號在其中的折射率相同，傳播速度相同，故不能用與電離層改正相同的方法進(jìn)行對流層雙頻改正。10.什么是靜態(tài)相對

39、定位載波測量？為什么在靜態(tài)相對定位載波測量中廣泛采用求差法？答：（要點(diǎn)） 利用載波相位測量的觀測值，確定處于靜止?fàn)顟B(tài)，同步跟蹤觀測相同的 GPS衛(wèi)星的若干臺接 收機(jī)之間的相對位置（坐標(biāo)差）的定位方法，稱為靜態(tài)相對定位載波測量。采用求差法的原因：（1）可以消去數(shù)量龐大的多余參數(shù)，例如衛(wèi)星鐘差，接收機(jī)鐘差，甚至整周未知數(shù)， 從而大大減少計算工作量。從數(shù)學(xué)上講又是完全允許的。（2）對于短距離基線來說，可以消除很多誤差的影響，例如電離層誤差、對流層誤差、衛(wèi)星星歷誤差等。11.什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用GPS接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，為何需要同時觀測至少4顆GPS衛(wèi)星？ 答：根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和

40、一臺 GPS接收機(jī)的偽距測量觀測值來直接獨(dú)立 確定用戶接收機(jī)天 線在 WGS-84坐標(biāo)系中的絕對坐標(biāo)的方法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對定位。 由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，每顆衛(wèi)星的偽距測量觀測值中都包含有接收機(jī)鐘差這一誤差， 造成距離測量觀測值很不準(zhǔn)確。需要將接收機(jī)鐘差作為一個未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的 計算中，再加上坐標(biāo)三 個未知數(shù)，所以至少需要4個偽距觀測值，即需要同時觀測至少 4顆 GPS衛(wèi)星。偽1.目前正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的（GPS）和俄羅斯的（GLONASS ）。我國的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定 位系統(tǒng)稱為（GALILEO ）。2

41、. GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控 制部分）和（用戶部分）三部分組成。3.按用途將GPS接收機(jī)分為（導(dǎo)航型接收機(jī)）、（測地型接收機(jī)）和（授時型接收機(jī)）三種。4.根據(jù)測距的原理，可將 GPS定位的方法分為（偽距法定位）、載波相位測量定位和（差 分GPS定位）三種。5. GPS衛(wèi)星發(fā)送 的信號是由載波、（測距碼）和（導(dǎo)航電文）三部分組成的。6.廣域差分可糾正的誤差種類包括（星歷誤差）、（大氣延時誤差）和（衛(wèi)星鐘差誤差 ）。7.單站差分GPS按 基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（位置差分）、（偽距差分）和相位差分。 & GPS測量中，減弱電離層影響的措施包括（利用雙頻觀測）、（利用電離層

42、改正模型）和 利用同步觀測求差。 9. GPS測量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括 （衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤 差）和（相對 論效應(yīng)）。10 .多路徑誤差的大小取決于（間接波的強(qiáng)弱）和（用戶接收天線抗御間接波的能力 ）。 1.GPS 全球定位系統(tǒng)具有全能性、 全球性、 全天候、 連續(xù) 性 和實(shí)時性的導(dǎo)航、 定位和定 時功能。 能為各類用戶提供精密的 三維坐標(biāo) 、速度和時間。 3. 在定位工作中，可能由于 衛(wèi)星信號 被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤 的 暫時中斷， 使計數(shù)器無法累積計數(shù)， 這種現(xiàn)象叫 整周跳變 。 4.按照 GPS 系統(tǒng)的設(shè)計方案， GPS 定位系統(tǒng)應(yīng)包括 空間衛(wèi)星 部

43、分、 地面監(jiān)控 部 分和用戶接收部分。 5.在接收機(jī)和 衛(wèi)星間求二次差，可消去兩測站接收機(jī)的 相對鐘差 改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。6.根據(jù)不同的用途， GPS 網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有 點(diǎn)連 式、 邊連 式、網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合 連接四種基 本方式。選擇什么方式組網(wǎng)，取決于工程所要求的精度、野外條件及 GPS 接收 機(jī)臺數(shù)等 因素。 16. 我國目前常用的兩個國家大地坐標(biāo)系是（ 1954 年北京坐標(biāo)系）和（ 1980 年國 家大地坐 標(biāo)系 ）。 18.北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由 （ 兩顆地球靜止同步衛(wèi)星 ）和（顆 在軌道備份衛(wèi) 星 ）組成。 19.GPS 使用 L 波段的兩種載波波長分別是（ 19cm

44、）和 （ 24cm ）。（只保留整數(shù)部分） 20.（ 基準(zhǔn) ）和（ 坐標(biāo)系 ）兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考 系統(tǒng). 21. 測距方法分為 （雙程測距 ）和（單程測距 ）。 22（. C/A ）碼目前只被調(diào)制在 L1 上。23. 回避法所針對的誤差源 （電磁波干擾 ）和（多路徑效應(yīng) ）。 24. 衛(wèi)星鐘差消除方法 （使 用衛(wèi)星鐘差改正模型 ） 25. GPS 衛(wèi)星位置采用（ WGS-84 ）大地坐標(biāo)系。 26. GPS 衛(wèi)星 星歷分為（ 預(yù)報星歷 ）和（ 后處理星歷 ）。 27. GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi) 星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采取（空間距 離后方交會 ）的方法， 確定待

45、定點(diǎn)的空間 位置。 1、 GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采取空間距 離后方交會 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。 2、 我國自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由兩顆3、 由于地球內(nèi)部和外部的動力現(xiàn)象叫 極移 。隨時間而變化平極 。 4、 動態(tài)定位是用定位系統(tǒng) 北斗導(dǎo)航系統(tǒng) 是全天候、全天時提供衛(wèi)星導(dǎo)航 工作衛(wèi)星和一顆備份星組成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。學(xué)因素，地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時間而變化，這種 的極點(diǎn)叫瞬時極，某一時期瞬時極的平均位置叫平地級，簡稱GPS 信號 實(shí)時 地測得運(yùn)動載體的位置。 按照接收機(jī)載體的運(yùn)行速度， 又將動態(tài)定位分成 低

46、動態(tài)、中等動態(tài)、高動態(tài)三種形式。5、 單點(diǎn)定位就是獨(dú)立確定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對位置，其定位結(jié)果屬于 WGS-84 坐 標(biāo)系統(tǒng)。 6、 在進(jìn)行 GPS 測量時，觀測量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 其中 系統(tǒng) 誤差影響尤其 顯著。 7、 利用雙頻技術(shù)可以消除或減弱 電離層 折射對觀測量的影響， 基線長度不受限制， 所以 定位精度和作業(yè)效率較高。 2、 在使用 GPS 軟件進(jìn)行平差計算時，需要選擇 橫軸墨卡托投影 投影方式。 3、在定位工作 中，可能由于衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的 暫時中斷，使 計數(shù)器無法累積計數(shù)，這種現(xiàn)象叫 。 4、雙頻接收機(jī)可以同時接收 L1 和

47、L2 信號，利用 雙頻技術(shù)可以消除或減弱 對觀測量 的影響，所以定位精度較高，基線長度不受 電離層折 限制， 所以作業(yè)效率較高。 5、PDOP 代表 空間位置圖形強(qiáng)度因子 。 6、從誤差來源分析，GPS 測量誤差大體上可分為以下三類和與 GPS 衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與衛(wèi) 星信號傳播有關(guān)的 誤差，與接收機(jī)有關(guān)的誤差） 7、利用 GPS 進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶接收機(jī)天線 所處的狀態(tài)而言，定位方式分為 定位和定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分 為定位 定 位。（靜態(tài)，動態(tài)，單點(diǎn)，相對） 8、GPS 定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動的衛(wèi)星瞬間位置作 為已知的起算數(shù)據(jù)，采取 的方法，確定待定點(diǎn)的空間位置。

48、10、GPS 外業(yè)實(shí)施包括 GPS點(diǎn)的選埋，觀測，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)處理 等工作。 四、名詞解釋（每題 4 分，共 20 分）1 整周計數(shù)： 載波相位測量的實(shí)際觀測值為，由兩部分組成。其中的值為接收機(jī)計數(shù)器自2 單點(diǎn)定位：利用衛(wèi)星星歷及一臺 系中絕對坐標(biāo)的方法。 3 物理同 4 相對論效應(yīng)： GPS 測量中由于衛(wèi) 處位置引力位的不同而引起的測量誤動記錄的載波相位測量的整波段數(shù)，稱為整周計數(shù)。 GPS 接收機(jī)的觀測值來獨(dú)立確定該接收機(jī)在地球坐標(biāo) 步誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時與標(biāo)準(zhǔn) GPS 時之間的差異。 星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動速度不同以及所差。5. SA :美國政府為了限制非特許用戶利用 GPS

49、的定位精度的一種政策。包括& 及S技術(shù)。 前者是在廣播星歷中人為加入誤差，以降低衛(wèi)星星歷的精度；后者是在衛(wèi)星鐘頻中引入快速抖動。 6. 衛(wèi)星星歷誤差: 由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。7、接收通道: 跟蹤、量測、處理衛(wèi)星信號的設(shè)備， 由無線電元器件、 數(shù)字電路等硬件和常 用 軟件組成， 一個接收通道在同一時間內(nèi)只能接收一個衛(wèi)星信號， 據(jù)工作方式不同， 可分為 序 貫通道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文:由衛(wèi)星向用戶發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參 數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波:由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測距碼和導(dǎo)航

50、電文，故接收到的衛(wèi)星信號的相位也不連續(xù)，所以在進(jìn)行載波相位測量前，必須設(shè)法將調(diào)制信號去掉，恢復(fù)載波，此項工作稱重建載波，一般可采用碼相關(guān)法、平方法等方法進(jìn)行。10、相對論效應(yīng):由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的重力位不同，運(yùn)動速度不同而導(dǎo)致鐘的誤差，前者為廣義相對論效應(yīng)，后者為狹義相對論效應(yīng)，對 GPS衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為 4.45 X 10 10 ?6?1f, 可在生產(chǎn)原子鐘時調(diào)低其頻率的方法來解決，其變化部分需用公式加以改正。11、廣域差分GPS:在相當(dāng)大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀測值送往數(shù)據(jù)處理中心以便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模型等分離出來，并播發(fā)給用戶的差

51、分GPS 系統(tǒng)稱廣域差分 GPS。 12、天線平均相位中心偏差: 天線對中是以其幾何中心為準(zhǔn)的， 而不以平均相位中心為準(zhǔn)， 兩者之差稱天線平均相位中心偏差，一般可采用歸心改正法或 相對定位時天 線統(tǒng)一指北的方法等消除其影響。13、GPS 相對定位 是至少用兩臺 GPS接收機(jī)，同步觀測相同的 GPS 衛(wèi)星，確定兩臺接收 機(jī)天線之間的相對位置。14、同步觀測環(huán) 三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。15、后處理星歷 三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。16、靜態(tài)定位 如果在定位時，接收機(jī)的天線在跟蹤 GPS 衛(wèi)星過程中，位置處于固定不動的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位

52、方式稱為靜態(tài)定位。 相對定位 確定進(jìn)行同步觀測的接收機(jī)之間相對位置的定位方法，稱為相對定位。17、虛擬參考站系統(tǒng) VRS :各基準(zhǔn)站不直接向移動用戶發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到 控制中心， 后者依據(jù)用戶的實(shí)時請求， 經(jīng)過選擇和計算， 向用戶發(fā)送 DGPS 數(shù) 據(jù) 18、 GPS 網(wǎng)的圖形設(shè)計:根據(jù)對所布設(shè)的 GPS 網(wǎng)的精度要求和其它方面的要求，設(shè)計 出由 獨(dú)立 GPS 邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng) （或稱為環(huán)形網(wǎng)） 19.GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 答: GPS 衛(wèi) 星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要包括:衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離層時延改正、工作狀態(tài)信息以及 C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕捉 P 碼

53、的信息。 20.極移 答:地球 瞬時自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時間而變，稱為地極移動，簡稱極移21 、 Z 計數(shù): Z 計數(shù)實(shí)際上就是一個時間計數(shù)， 它以從每星期起始時刻開始播發(fā)的 D 碼子幀 數(shù)為單位， 給出了一個子幀 開始瞬間的 GPS 時間。 22. GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航電文 GPS 衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是用戶用來定位和 導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要包括:衛(wèi)星星歷、時鐘改 正、電離層時延改正、工作狀態(tài)信息以 及 C/A 碼轉(zhuǎn)換到捕捉 P 碼的信息。 廣播星歷:答: 衛(wèi)星將地面監(jiān)測站注入的有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給用戶，用戶接收到這些信號進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷，這種星歷就是廣播星歷。

54、23. 偽距 就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距碼信號到達(dá)GPS 接收機(jī)的傳播時間乘以光速所得出的量側(cè)距離。 由 于衛(wèi)星鐘、 接收機(jī)鐘的誤差以及信 號經(jīng)過電離層和對流層的延遲， 量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到 接收機(jī)的幾何距離有一定的差值， 因此，稱量側(cè)距離的偽距。 24 周跳（整周跳變） 在 GPS 定位工作中，由于某種原因， 如衛(wèi)星信號被暫時阻擋，或受 到外界干擾影響，引起衛(wèi)星跟蹤的暫時中斷，使計數(shù)器無法 累積計數(shù)， 這種現(xiàn)象稱為周跳。 25.GPS 全球定位系統(tǒng) 答: GPS 全球定位系統(tǒng)是一個空基 全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國國防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間獲取一個通用參照系中的位置， 速度和時間信息的

55、要求。26.星歷誤差 答: 實(shí)際上就是衛(wèi)星位置的確定誤差。星歷誤差是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小主要取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀測值的數(shù)量及精度、軌道計算時所用的軌道模型及定軌軟件 的完善程度等。 27SA 技術(shù) 答：其主要內(nèi)容是： （ 1）在廣播星歷中有意地加入誤差，使定位中的已知點(diǎn)（衛(wèi)星）的位置 精度大為降低； （2）有意地在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號中加入誤差，使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化， 導(dǎo)致測距精度大為降低。 28偽距 答： GPS 定位采用的是被動式單程測距。它的信號發(fā)射 時刻是衛(wèi)星鐘確定的， 收到時刻則 是由接收機(jī)鐘確定的， 這就在測定的衛(wèi)星至 接收機(jī)的距 離中，不可避免地包含著兩臺鐘不

56、同步的誤差影響， 所以稱其為偽距。 三、問答題（40 分） 1什么叫差分定位技術(shù)答：將一臺 GPS 接收機(jī)到安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計算出基 準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時的將這一個改正數(shù) 發(fā)送出去。用戶接收機(jī)在進(jìn) 行 GPS 觀測的同時也接收到基準(zhǔn)站的該正數(shù)，并對其定位結(jié) 果進(jìn)行改正，從而提高定位精 度。 2. GPS 技術(shù)設(shè)計中應(yīng)考慮哪些因素？（ 10 分） 答： 技術(shù)設(shè)計主要是根據(jù)上級主管部門下達(dá)的測量任務(wù)書和 GPS 測量規(guī)范來進(jìn)行的。它的 總 的原則是， 在滿足用戶要求的情況下， 盡可能減少物資、 人力和時間的消耗。 在工作過程 中， 要考慮下面一些

57、因素： （1）測站因素；（2）衛(wèi)星因素；（ 3）儀器因素；（4）后勤因素。 3什 么是多路徑誤差 ?試述消弱多路徑誤差的方法。 （9 分 在 GPS 測量中， 如果測站周圍的反射 物所反射的衛(wèi)星信號進(jìn)入接收機(jī)天線， 這 就和直接來 自衛(wèi)星的信號產(chǎn)生干涉， 從而使觀測 值偏離真值，產(chǎn)生多路徑誤差。 消多路徑誤差的方法 : （ 1）選擇合適的站址 a、 測站應(yīng) 遠(yuǎn)離大面積平靜地水面 ; b、 測站不宜選擇在山坡、 山谷和盆地中 ; c、 測站應(yīng)離開高層建筑 物.（2）對接收機(jī)天線的要求a、在天線中設(shè)置抑徑板 b、接收天線對于極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。 載波相位測量中 L1,L2 的多路徑誤差最大分別為其波長 的1/,即4.8cm和6.1cm。4 5、什么是偽距單點(diǎn)定位？說明用戶在使用GPS接收機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時，為何需要同時觀測至少4顆GPS衛(wèi)星？ 根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺 GPS接收