GPS測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用綜合測(cè)試試卷D卷答案

1、GPS測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用綜合測(cè)試試卷D卷答案題號(hào)一二三四五總成績(jī)得分得分一、填空（每空1分，共20分）1. 1957 年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功，標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入了空間技術(shù)的新時(shí)代。2.GPS工作衛(wèi)星的主體呈圓柱形，整體在軌重量為843.68，它的設(shè)計(jì)壽命為 7.5 年，事實(shí)上所有GPS工作衛(wèi)星均能超過(guò)該設(shè)計(jì)壽命而正常工作。3.我國(guó)的GPS衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)是由 拉薩 、 烏魯木齊 、北京、武漢、 上海 、長(zhǎng)春 、昆明等七個(gè)跟蹤站組成的。4.當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)360°時(shí)，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行兩圈，環(huán)繞地球運(yùn)行一圈的時(shí)間為 11 小時(shí)58分。地面的觀測(cè)者每天可提前4min見(jiàn)到同一顆衛(wèi)星，可見(jiàn)時(shí)

2、間約為 5 小時(shí)。這樣，觀測(cè)者至少能觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，最多可觀測(cè)到11顆衛(wèi)星。5.1968年國(guó)際時(shí)間局（BIH）決定，采用通過(guò)國(guó)際協(xié)議原點(diǎn)（CIO）和原格林尼治天文臺(tái)的經(jīng)線為起始子午線。起始子午線與相應(yīng)于CIO的赤道的交點(diǎn)E為經(jīng)度零點(diǎn)。這個(gè)系統(tǒng)稱(chēng)為“ 1968BIH ”系統(tǒng)。6. 利用GPS進(jìn)行定位有多種方式，如果就用戶(hù)接收機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為 靜態(tài) 定位和 動(dòng)態(tài) 定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分為 單點(diǎn) 定位和 相對(duì) 定位。7.美國(guó)國(guó)防部制圖局（DMA）于1984年發(fā)展了一種新的世界大地坐標(biāo)系，稱(chēng)之為美國(guó)國(guó)防部1984年世界大地坐標(biāo)系，簡(jiǎn)稱(chēng) WGS84 。8.協(xié)調(diào)世界時(shí)是綜合了

3、世界時(shí)與原子時(shí)的另一種記時(shí)方法，即秒長(zhǎng)采用原子時(shí)的秒長(zhǎng)，時(shí)刻采用 世界時(shí) 的時(shí)刻。9.我國(guó)西起東經(jīng)72°，東至東經(jīng)135°，共跨有 5 個(gè)時(shí)區(qū)，我國(guó)采用東8區(qū)的區(qū)時(shí)作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。稱(chēng)作北京時(shí)間。10.在對(duì)衛(wèi)星所有的作用力中, 地球重力場(chǎng) 的引力是最重要的。如果將它的引力視為1，則其它作用力均小于10-5。11.用GPS定位的方法大致有四類(lèi)： 多普勒法 、偽距法、射電干涉測(cè)量法、載波相位測(cè)量法。目前在測(cè)量工作中應(yīng)用的主要方法是靜態(tài)定位中的偽距法和載波相位測(cè)量法。12.在接收機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，可消去兩測(cè)站接收機(jī)的相對(duì)鐘差 改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。 13.衛(wèi)星星歷誤差實(shí)際上

4、就是衛(wèi)星位置的確定誤差。也是一種 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(cè)值的數(shù)量及精度、軌道計(jì)算時(shí)所用的軌道模型及定軌軟件的完善程度。 14.理想情況下的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，是將地球視作 勻質(zhì) 球體，且不顧及其它攝動(dòng)力的影響，衛(wèi)星只是在地球質(zhì)心引力作用下而運(yùn)動(dòng)。得分15.就整個(gè)地球空間而言，參心坐標(biāo)系的不足之處主要表現(xiàn)在：它不適合建立全球統(tǒng)一坐標(biāo)系的要求、它不便于 研究全球重力場(chǎng) 、平、高控制網(wǎng)分離，破壞了空間點(diǎn)三維坐標(biāo)完整性。得分二、名詞解釋?zhuān)?每小題2分,共20分) 1. SA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

5、降低；（2）有意地在衛(wèi)星鐘的鐘頻信號(hào)中加入誤差，使鐘的頻率產(chǎn)生快慢變化，導(dǎo)致測(cè)距精度大為降低。2偽距：答：GPS定位采用的是被動(dòng)式單程測(cè)距。它的信號(hào)發(fā)射時(shí)刻是由衛(wèi)星鐘確定的，收到時(shí)刻則是由接收機(jī)鐘確定的，這就在測(cè)定的衛(wèi)星至接收機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺(tái)鐘不同步的誤差影響，所以稱(chēng)其為偽距。3.原子時(shí)：答：1967年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)決定采用銫原子零場(chǎng)在基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)結(jié)構(gòu)間躍遷輻射頻率9192631770個(gè)周期的時(shí)間間隔為1秒，這樣長(zhǎng)度的秒，定義為原子時(shí)秒，以此為基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)，稱(chēng)為原子時(shí)。4. UT2世界時(shí)：答：在UT1世界時(shí)中雖然考慮了極移改正，但尚存在地球自轉(zhuǎn)速度不均勻的影響。為此，

6、在UT1中加入觀測(cè)瞬間的季節(jié)性變化改正數(shù)。5. 對(duì)流層折射：答：對(duì)流層的折射率與大氣壓力、溫度和濕度密切相關(guān)。由于大氣的對(duì)流作用很強(qiáng)，大氣狀態(tài)變化復(fù)雜，所以大氣折射率的變化及其影響，難以準(zhǔn)確地模型化。6. 多普勒定位法：答：根據(jù)多普勒效應(yīng)原理，利用GPS衛(wèi)星較高的射電頻率，由積分多普勒計(jì)數(shù)得出偽距差。7.主動(dòng)式測(cè)距：答：電磁波測(cè)距儀發(fā)射測(cè)距信號(hào)，通過(guò)另一端的反射器反射回來(lái)，再由測(cè)距儀接收。根據(jù)測(cè)距信號(hào)的往、返傳播時(shí)間推求出往返距離。由于測(cè)站點(diǎn)需主動(dòng)發(fā)出測(cè)距信號(hào)，故稱(chēng)這種測(cè)距方式為主動(dòng)式測(cè)距。 8. 圖形強(qiáng)度因子：答：圖形強(qiáng)度因子是一個(gè)直接影響定位精度、但又獨(dú)立于觀測(cè)值和其它誤差之外的一個(gè)量。其

7、值恒大于1，最大值可達(dá)10，其大小隨時(shí)間和測(cè)站位置而變化。在GPS測(cè)量中，希望DOP越小越好。9.靜態(tài)定位：答：如果在定位時(shí)，接收機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過(guò)程中，位置處于固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱(chēng)為靜態(tài)定位。10. 實(shí)測(cè)星歷：答：它是根據(jù)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行擬合處理而直接得出的星歷。它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來(lái)計(jì)算觀測(cè)瞬間的衛(wèi)星真實(shí)位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。 得分三.簡(jiǎn)答：(每小題4分,共20分)1. GPS技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？答：技術(shù)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)上級(jí)主管部門(mén)下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書(shū)和GPS測(cè)量規(guī)范來(lái)進(jìn)行的。它的總的原則是，在滿(mǎn)足用戶(hù)要求的情況下，盡可能減少物資、人力和時(shí)間

8、的消耗。在工作過(guò)程中，要考慮下面一些因素：（1）測(cè)站因素；（2）衛(wèi)星因素；（3）儀器因素；（4）后勤因素。2. 簡(jiǎn)述實(shí)測(cè)星歷的概念及意義。答：它是根據(jù)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行擬合處理而直接得出的星歷。它需要在一些已知精確位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來(lái)計(jì)算觀測(cè)瞬間的衛(wèi)星真實(shí)位置，從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。這種星歷要在觀測(cè)后12個(gè)星期才能得到，這對(duì)導(dǎo)航和動(dòng)態(tài)定位無(wú)任何意義，但是在靜態(tài)精密定位中具有重要作用。3.簡(jiǎn)述WGS84坐標(biāo)系的幾何定義。答：坐標(biāo)系的原點(diǎn)是地球的質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸和Z、X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系。4

9、. 如何減弱對(duì)流層影響？答：（1）利用改正模型進(jìn)行對(duì)流層改正（2）利用同步觀測(cè)值求差。5.如何理解共視對(duì)比定時(shí)法。答：在兩個(gè)測(cè)站A和B上各安設(shè)一臺(tái)GPS信號(hào)接收機(jī)，在相同的時(shí)間內(nèi)觀測(cè)同一顆GPS衛(wèi)星。通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸而將測(cè)站A的用戶(hù)鐘差送到測(cè)站B，對(duì)兩個(gè)共視用戶(hù)的鐘差進(jìn)行比對(duì)，從而測(cè)定用戶(hù)時(shí)鐘的偏差。這種利用GPS信號(hào)進(jìn)行時(shí)間傳遞的方法，稱(chēng)為共視對(duì)比定時(shí)法。得分四、分析和填圖（20分）1.根據(jù)2005年1月17日衛(wèi)星時(shí)間段，試分析和判斷并找出其中四顆GPS衛(wèi)星的超過(guò)30分鐘的時(shí)間段，并至少找出從上午8點(diǎn)以后6段這樣的時(shí)間段。 答：為了找出合適的作業(yè)時(shí)間，一般從上午8點(diǎn)以后找，其規(guī)律如下：8：009

10、：00 衛(wèi)星3、13、15、16、19、23、259：0010：00 衛(wèi)星3、13、15、16、19、23、2710：0011：00 衛(wèi)星3、8、11、13、19、2711：0012：00 衛(wèi)星3、8、11、19、27、2814：0015：00 衛(wèi)星4、7、11、20、24、2815：0016：00 衛(wèi)星4、7、20、24、282. 填寫(xiě)GPS監(jiān)控系統(tǒng)工作程序的結(jié)構(gòu)圖：并將各部位連線的箭頭標(biāo)出：得分五、論述及分析題（20分）b1.根據(jù)下列控制網(wǎng)的圖形，用三臺(tái)雙頻GPS接收機(jī)作業(yè)，相臨點(diǎn)之間的距離約1km，儀器遷移時(shí)間約2030分鐘，已知接收機(jī)的使用序號(hào)和天線編號(hào)如下表，試編寫(xiě)GPS作業(yè)調(diào)度表。（20分）c序 號(hào)機(jī) 號(hào)1da29192293035306ePDOP圖根據(jù)右圖編寫(xiě)定位的先后次序，并根據(jù)考試當(dāng)天的時(shí)間在相應(yīng)位置上寫(xiě)出GPS文件格式；根據(jù)下圖PDOP值選擇最佳的觀測(cè)時(shí)段，填入GPS作業(yè)調(diào)度表中； 根據(jù)控制網(wǎng)的圖形的觀測(cè)順序和觀測(cè)時(shí)間填寫(xiě)GPS作業(yè)調(diào)度表；GPS作業(yè)調(diào)度表時(shí)段編號(hào)觀測(cè)時(shí)間測(cè)站號(hào)/名測(cè)站號(hào)/名測(cè)站號(hào)/名機(jī)號(hào)機(jī)號(hào)機(jī)號(hào)08：108：40abe29192930530618：509：20dbe29192930530629：3010：00dbc291929305306考試時(shí)間為2005年1月17日，故GPS文件格式為：第一個(gè)三角