GPS考試地的題目

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案1 、 GPS 測量數(shù)據(jù)處理的基本過程？答： 、 GPS 數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的 ：對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗，剔除粗差：統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件， 找出周跳變點并修復(fù)觀測值； 對觀測值進(jìn)行各種模型改正。 基本過程：數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)傳輸-預(yù)處理-基線解算-GPS網(wǎng)平差：第一步數(shù)據(jù)采集的是 GPS 接收機(jī)野外觀測記錄的原始觀測數(shù)據(jù)，野外觀測記錄的同時用隨機(jī)軟件解算出測站點的位置和運動速度， 提供導(dǎo)航服務(wù)。 數(shù)據(jù)傳輸至基線解算一般是用隨機(jī)軟件 (后處理軟件)將接收機(jī)記錄的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，在計算機(jī)上進(jìn)行預(yù)處理和基線解算。 GPS 網(wǎng)平差包括 GPS 基線向量網(wǎng)平差， GPS

2、 網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差等內(nèi)容。整個數(shù)據(jù)處理過程可以建立數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng).2 、偽距法定位的原理？答：在某一瞬間利用 GPS 接收機(jī)同時測定四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會法求得接收機(jī)的三維坐標(biāo)和時鐘改正數(shù)。 GPS 衛(wèi)星依據(jù)自己的時鐘發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測距碼，該測距碼經(jīng)過。時間的傳播后到達(dá)接受接。接收機(jī)在自己的時鐘控制下產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同的測距碼-復(fù)制碼，并通過時延器使其時延時間t /將這兩組測距碼進(jìn)行相關(guān)處理，若自相關(guān)關(guān)數(shù)R(tz)*1,則繼續(xù)調(diào)整延遲時間T /直至字相關(guān)系數(shù)R(°/) = 1為止。使接收機(jī)所產(chǎn)生的復(fù)制碼與接收到的GPS衛(wèi)星測距碼完全對齊，那么

3、其延遲時間t /即為GPS衛(wèi)星信號從衛(wèi)星傳播到接收機(jī)所用的時間to GPS衛(wèi)星信號的傳播是一種無線信號的傳播，其速度等于光速c,衛(wèi)星至接收機(jī)的距離即為與 c的乘積。測方程為：(Xs-X ) 2+ (Ys-Y) 2+ (Zs-Z ) 2? -CV = p '+ 8 + 88 -CV 式中(Xs,Ys,Zs)為某歷元衛(wèi)星坐標(biāo)，V衛(wèi)星鐘差改正數(shù)，p/為偽距觀測值，8 p、8 p分別為電離層改正和對流層改正， C 為光速， ( X ， Y ， Z ) 、 V 分別為測站點坐標(biāo)和接受及鐘差改正數(shù)3 、 為什么采用碼相關(guān)技術(shù)來確定偽距？答： GPS 衛(wèi)星發(fā)射出的測距碼是按照某一規(guī)律排列的，在一周期

4、內(nèi)每個碼對應(yīng)著某一特定的時間。應(yīng)該說識別出每個碼的形狀特征，即用每個碼的某一標(biāo)志即可推算出時延值。進(jìn)行偽距測量。 但實際上每個碼在產(chǎn)生過程中都帶有隨機(jī)誤差， 并且信號經(jīng)過長距離傳送后也會產(chǎn)生變形。所有根據(jù)碼的某一標(biāo)志來推算時延值。就會產(chǎn)生比較大的誤差。因此采用碼相關(guān)技術(shù)在自相關(guān)系數(shù)R（。/尸MAX的情況下來確定信號的傳播時間。這樣就排除了隨機(jī)誤差的影響，實質(zhì)上就是采用了多個碼特征來確定。的方法。由于測距碼和復(fù)制碼在產(chǎn)生的過程中不可避免的帶有誤差，而且測距碼在傳播過程中還會由于各種外界的干擾而產(chǎn)生變形，因而自相關(guān)系數(shù)往往不可避免的帶有誤差 ，因而自相關(guān)系數(shù)不可能達(dá)到 1 ，只能在自相關(guān)系數(shù)在最大

5、的情況下確定偽距， 也就是本地碼與接收碼基本對齊了。 這樣可以最大幅度的消除各種隨機(jī)誤差的影響，以達(dá)到提高精度的目的。4 、 GPS 控制網(wǎng)的布設(shè)原則？答： （ 1 ） GPS 網(wǎng)一般應(yīng)通過獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，并有一定數(shù)量的重復(fù)邊，平均每個測站的設(shè)站次數(shù)應(yīng)在2 次以上 （ 2 ） GPS 網(wǎng)點應(yīng)盡量與原有地面控制點相重合，重合點一般不少于3 個，且在網(wǎng)中分布應(yīng)均勻（ 3 ） GPS 網(wǎng)中應(yīng)考慮布設(shè)一定密度的水準(zhǔn)聯(lián)測點，以充分利用 GPS 空間信息，確定 GPS 網(wǎng)的正常高 （ 4 ） GPS 網(wǎng)點應(yīng)選在容易到達(dá)和視野開闊的地方，以便觀測和保證接收機(jī)在觀測時段內(nèi)至少搜索到 4 顆衛(wèi)星 （ 5

6、 ）在網(wǎng)點附近布設(shè)一通視良好的方位點，以建立聯(lián)測方向，便于用經(jīng)典方法聯(lián)測或擴(kuò)展或： 1）GPS網(wǎng)的布設(shè)應(yīng)視其目的，作業(yè)時衛(wèi)星狀況， 預(yù)期達(dá)到的精度，成果的可靠性以及工作效率，按照優(yōu)化設(shè)計原則進(jìn)行。 （ 2 ） GPS 網(wǎng)一般應(yīng)通過獨立觀測邊構(gòu)成閉合圖形，例如一個或若干個獨立觀測環(huán)，或者附合路線形式，以增加檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性。 （ 3 ） GPS 網(wǎng)內(nèi)點與點之間雖不要求通視，但應(yīng)有利于按常規(guī)測量方法進(jìn)行加密控制時應(yīng)用。 （ 4 ）可能條件下，新布設(shè)的 GPS 網(wǎng)應(yīng)與附近已有的 GPS 點進(jìn)行聯(lián)測；新布設(shè)的 GPS 網(wǎng)點應(yīng)盡量與地面原有控制網(wǎng)點相聯(lián)接，聯(lián)接處的重合點數(shù)不應(yīng)少于三個，且分布均勻

7、，以便可靠地確定GPS網(wǎng)與原有網(wǎng)之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。GPS網(wǎng)點，應(yīng)利用已有水準(zhǔn)點聯(lián)測高程。5、觀測值的線性組合(GPS求差)答：gps載波相位觀測值可在衛(wèi)星間求差、在接收機(jī)間求差、也可以在不同歷元間求差。各種求差法都是觀測值的線性組合。將觀測值直接相減的過程叫做求一次差。所得結(jié)果被當(dāng)成虛擬觀測值，叫做載波相位觀測值的一次差或單差。常用的求一次差是在接收機(jī)間求一次差。對載波相位測量的一次差分觀測值繼續(xù)求差，所得的結(jié)果仍可以被當(dāng)成虛擬觀測值，叫做載波相位測量觀測值的二次差或雙差。常用的球二次差是在接收機(jī)間求一次差后在在衛(wèi) 星間求二次差，叫做星站二次差分。對二次差繼續(xù)求差稱為求三次。所得結(jié)果叫做載波相位

8、測量觀測值的三次差或三差。常用的求三次差是在接收機(jī)、衛(wèi)星和歷元之間求三次差。上述各種差分觀測值模型能夠有效的消除各種偏差項，單差觀測值中可消除與衛(wèi)星有關(guān)的載波相位及其鐘差項，雙差觀測中可消除與接收機(jī)有關(guān)的有關(guān)的載波相位及其鐘差項，三差觀測值可消除與衛(wèi)星間和接收機(jī)有關(guān)的初始整周模糊度項N0 ,因而差分觀測值模型是 GPS測量應(yīng)用中廣泛采用的平差模型。6、載波相位測量的原理與觀測方程是什么？答：原理：載波相位測量的觀測量是GPS接收機(jī)所接收的衛(wèi)星載波信號與接收機(jī)本振參考信號的相位差。若衛(wèi)星S發(fā)出一載波信號，該信號向各處傳播。設(shè)某一瞬間，該信 號在接收機(jī)R處的相位為4 R,在衛(wèi)星S處的相位為(j)

9、S, (j)R、。S為從某一起點開始計算的包括整周數(shù)在內(nèi)的載波相位，為方便計算，均以周數(shù)為單位。若載波的波長為入，則衛(wèi)星 S至接收機(jī)R間的距離為P =入(煙一4 R),但我們無法測量出衛(wèi)星上的相位4 So如果接收機(jī)的振蕩器能產(chǎn)生一個頻率與初相和衛(wèi)星載波信號完全相同的基準(zhǔn)信號，問題便迎刃而解，因為任何一個瞬間在接收機(jī)處的基準(zhǔn)信號的相位就等于衛(wèi)星處載波信號的相位。因此SR)就等于接收機(jī)產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的相位4 k(Tk)和接收到的來自衛(wèi)星的載波信號相位4Kj(TK)之差：k(Tk)kj(Tk)k(Tk)某一瞬間的載波相位測量值(觀測量)就是該瞬間接收機(jī)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號的相位。k(Tk)和接收到的來自

10、衛(wèi)星的載波信號的相位4Kj(TK)之差。因此根據(jù)某一瞬間的載波相位測量值就可求出該瞬間從衛(wèi)星到接收機(jī)的距離。但接收機(jī)只能測得一周內(nèi)的相位差，代表衛(wèi)星到測站距離的相位差還應(yīng)包括傳播已經(jīng)完成的整周數(shù)NKj:k(Tk) Nkjk(Tk)k(Tk)假如在初始時刻t0觀測得出載波相位觀測量為：k(to)k N ： (to)k(to)NKj為第一次觀測時相位差的整周數(shù)，也叫整周模糊度。觀測方程為：式中：Sp1、8建 分別為電離層改正和對流層改正，p為衛(wèi)星至接收機(jī)之間的幾何距離，f為衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率或接收機(jī)本振產(chǎn)生的固定參考頻率，c為電磁波傳播的速度，Sta、8tb分別表示衛(wèi)星鐘差和接收機(jī)鐘差，率為載波相

11、位整周數(shù)。7、GPS系統(tǒng)的特點 ：1、定位精度高 2、觀測時間短3、測站間無須通視 4、可提供三維坐標(biāo) 5、操作簡便6、全天候作業(yè)7功能多、應(yīng)用廣 8、經(jīng)濟(jì)效益高8、什么是周跳？整周跳變的探測與修復(fù)常用的方法有哪些？答：在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某種原因，計數(shù)器無法連續(xù)計數(shù)，當(dāng)信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確， 但是不到一個整周的相位觀測值仍是正確的，這種現(xiàn)象稱為周跳。 整周跳變的探測方法有： （ 1 ）屏幕掃描法（ 2）用高次差后多項式擬合法（ 3 ）在衛(wèi)星間求差法。修復(fù)方法：（ 1 ）用雙頻觀測值修復(fù)周跳（2 ）根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)整周跳變9 、什么叫GPS 水準(zhǔn)？其作用是什么？答：稱

12、利用 GPS 和水準(zhǔn)測量成果確定似大地水準(zhǔn)面的方法為 GPS 水準(zhǔn)。其作用是精確計算各 GPS 點的正常高 H 。 GPS 水準(zhǔn)高程，是目前GPS 作業(yè)中常用的一種方法。國內(nèi)外用于 GPS 水準(zhǔn)計算的各種方法主要有：繪等值線圖法；解析內(nèi)插法（包括曲線內(nèi)插法、樣條函數(shù)法和 Akima 法） ； 曲面擬合法 （包括平面擬合法、 多項式曲面擬合法、多面函數(shù)擬合法、曲面樣條你合法、非參數(shù)回歸曲面擬合法和移動曲面法）等。10 、簡述 GPS 衛(wèi)星觀測的誤差來源及消除或削弱的措施？答：誤差按其來源可分為三種： （ 1 ）與信號傳播有關(guān)的誤差（電離層折射誤差、對流層折射誤差及多路徑效應(yīng)誤差） ，消弱措施：利

13、用雙頻觀測、進(jìn)行模型改正、利用同步觀測求差、選擇合適的站址、在天線中設(shè)置抑徑板等（ 2 ）與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（衛(wèi)星星歷差、衛(wèi)星鐘誤差及相對論效應(yīng)） ，解決辦法：建立自己的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨立定軌、軌道松弛法、同步觀測值求差、進(jìn)行衛(wèi)星鐘差改正、在制造衛(wèi)星鐘將頻率設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)頻率（ 3 ）與接收機(jī)有關(guān)的誤差和觀測誤差 （接收機(jī)鐘誤差、 接收機(jī)位置誤差、 天線相位中心位置誤差及幾何圖形強(qiáng)度誤差等） ，消弱措施：建立誤差改正模型對觀測值進(jìn)行改正、通過觀測值求值、選擇良好的觀測條件、采用恰當(dāng)?shù)挠^測方法、操作認(rèn)真仔細(xì)等GPS 系統(tǒng)包括三大部分：空間部分 GPS 衛(wèi)星星座；地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶部分 GPS

14、接收機(jī)。WGS-84 坐標(biāo)系的幾何定義： 原點位于地球質(zhì)心， Z 軸指向 BIH 1984.0 定義的協(xié)議地球極（CTP）方向，X軸指向BIH 1984.0 的零子午面和 CTP赤道的交點，Y軸與Z,X軸構(gòu)成右手坐標(biāo)系GPS 絕對定位 : 也叫單點定位，即利用 GPS 衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離觀測值直接確定用戶接收機(jī)天線在WGS-84 坐標(biāo)系中相對坐標(biāo)系原點的決對位置.絕對定位分為靜態(tài)絕對定位和動態(tài)絕對定位。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差分 GPS 可分為：單基準(zhǔn)站差分、具有多個基準(zhǔn)站的局部區(qū)域差分和廣域差分

15、三種類型。相對定位的結(jié)果是：各同步跟蹤站之間的基線向量（三維坐標(biāo)差） 。整周跳變的修復(fù)：屏幕掃描法、用高次差或多項式擬合法、在衛(wèi)星間求差法、用雙頻觀測值修復(fù)周跳、根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復(fù)周跳。國際地球參考框架ITRF ：是一個地心參考框架，實質(zhì)是一種地固坐標(biāo)系，其原點在地球體系的質(zhì)心，以 WGS-84 橢球為參考橢球。GPS 播發(fā)的信號：包括載波信號、測距碼和數(shù)據(jù)碼。時鐘基本頻率為 10.23MHz偽距法定位的原理：在某一瞬間利用 GPS 接收機(jī)同時測定四顆衛(wèi)星的偽距，根據(jù)已知的衛(wèi)星位置和偽距觀測值，采用距離交會法求得接收機(jī)的三維坐標(biāo)和時鐘改正數(shù)。GPS 動態(tài)定位方法：單點動態(tài)定位、實時差分

16、動態(tài)定位、后處理差分動態(tài)定位。GPS 的數(shù)據(jù)處理基本流：程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、基線結(jié)算、 GPS 網(wǎng)平差。GPS 基線向量網(wǎng)平差的三種類型： 自由網(wǎng)平差（WGS-84 坐標(biāo)系）、非自由網(wǎng)平差、GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)聯(lián)合平差（國家坐標(biāo)系或地方坐標(biāo)系） 。GPS 測量的作業(yè)模式： 經(jīng)典靜態(tài)定位模式、 快速靜態(tài)定位、 準(zhǔn)動態(tài)定位、 往返式重復(fù)設(shè)站、動態(tài)定位。GPS 系統(tǒng)的特點 ： 1 、定位精度高 2 、觀測時間短3 、測站間無須通視4 、可提供三維坐標(biāo) 5 、操作簡便6 、全天候作業(yè)7 功能多、應(yīng)用廣8 、經(jīng)濟(jì)效益高GPS 相對定位 ：是至少用兩臺 GPS 接收機(jī)，同步觀測相同的 GPS

17、 衛(wèi)星，確定兩臺接收機(jī)天線之間的相對位置GPS 接收機(jī)依據(jù)其用途可分為： 導(dǎo)航型接收機(jī)、測地（量）型接收機(jī)和授時型接收機(jī)減弱電離層影響的措施： 利用雙頻觀測、 利用電離層改正模型加以改正、 利用同步觀測值求差。時段 ：測站上 GPS 接收機(jī)從開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段稱為時段異步環(huán) ： 三臺以上 GPS 接收機(jī)在不同的時段內(nèi)在幾個測站上觀測衛(wèi)星所得基線構(gòu)成的幾何圖形同步環(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)值得注意的是：當(dāng)同步閉合環(huán)的閉合差較小時，通常只能說明 GPS 基線向量的計算合格。并不能說明 GPS 觀測邊的精度高，也不能發(fā)現(xiàn)接收的信號受到干擾而產(chǎn)生的某些誤差。GPS 網(wǎng)的圖形布設(shè)通常有：點連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點混合連接四種基本方式。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。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。WGS