《空間定位技術與應用》考試題(A)資料

PAGE15《空間定位技術與應用》考試題(A)資料考生班級________________學生學號：□□□□□□□□□□□□學生姓名：________________………裝………訂…………………線…………………內蒙古科技大學2015/2016學年第二學期《空間定位技術與應用》考試題（A）資料課程號：721431700－０1 考試方式：閉卷使用專業(yè)、年級：測繪13 任課教師：張會戰(zhàn)考試時間：一、填空題（共8題20空，每空1分，共20分）1．衛(wèi)星定位系統(tǒng)是由空間衛(wèi)星星座,地面控制系統(tǒng)__和用戶設備___三大部分組成。2．GPS共有24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道面內，軌道面傾角55°。3．GPS衛(wèi)星的核心部件是__高精度的時鐘_,__導航電文存儲器__,__雙頻發(fā)射和接收機_以及___微處理機__。4.衛(wèi)星測量中常用坐標系有瞬時極天球坐標系,瞬時極地球坐標系_,固定極天球坐標系__,固定極地球坐標系__。5.開普勒軌道參數(shù)是長半軸__,偏心率__,真近點角__,升交點赤經(jīng)__,軌道面傾角__,近地點角距_。6．GPS廣播星歷共有16__個參數(shù),其中1個參數(shù),6__個對應參考時刻的開普勒軌道參數(shù)和9___個反映攝動力影響的參數(shù)。7.GPS衛(wèi)星星歷分為__預報星歷___和后處理星歷__。8．GPS接收機按用途可分為導航型接收機,測地型接收機__和授時型接收機___。9.GPS接收機按工作原理可分為碼相關型接收機,平方型接收機__，__混合型接收機___和干涉性接收機__。10.GPS接收機主要有GPS接收機天線單元__、GPS接收機主機單元___和__電源__三部分組成。11.GPS接收機天線主要有__單板天線_,__四螺旋形天線__,__微帶天線_,___錐形天線__。12.依據(jù)測距的原理，GPS定位原理與方法主要有偽距法定位,載波相位測量定位__和差分GPS定位___。13.重建載波一般可采用碼相關法__和平方法___兩種方法。14.差分GPS可分為單機站差分__、局部區(qū)域差分___和廣域差分__三種類型。15.求解相位起始模糊度的方法通常有刪除法,模糊度函數(shù)法__，F(xiàn)ARA法，和_消去法__。16.GPS測量中與信號傳播有關的誤差有電離層折射誤差,對流層折射誤差__和多路徑效應誤差___。17.與衛(wèi)星本身有關的誤差衛(wèi)星星歷誤差,衛(wèi)星鐘誤差__和相對論效應___。18.與接收機有關的誤差接收機誤差,接收機位置誤差__，天線相位中心位置誤差和幾何圖形強度誤差___。19.GPS網(wǎng)的基準包括位置基準__、方位基準___和高程基準__。20.GPS測量數(shù)據(jù)處理流程有數(shù)據(jù)采集,數(shù)據(jù)傳輸__，預處理，基線解算和_GPS網(wǎng)平差__。.二、名詞解釋（共5題，每題3分，共15分）1．恒星時系統(tǒng)：以春分點為參考點，由春分點的周日視運動所定義的時間系統(tǒng)為恒星時系統(tǒng)。2．衛(wèi)星星歷：是描述衛(wèi)星軌道的信息，是一組對應某一時刻的軌道參數(shù)及其變率。4．后處理星歷：是一些國家某些部門，根據(jù)各自建立的衛(wèi)星跟蹤站所獲得的對GPS衛(wèi)星的精密觀測資料，應用與確定廣播星歷相似的方法而計算的衛(wèi)星星歷。3．偽距法定位：是由GPS接收機在某一時刻測出四顆以上GPS衛(wèi)星的偽距以及已知衛(wèi)星位置，采用距離交會法的方法求定接收機天線所在點的三維坐標。4．偽距：就是由衛(wèi)星發(fā)射的測距信號到達GPS接收機的傳播時間乘以光速所得出的量測距離。5．重建載波：在載波相位測量前對導航電文進行解調工作，設法將調制在載波上的測距碼和衛(wèi)星電文去掉，重新獲取載波的工作。6．周跳：如果在跟蹤衛(wèi)星過程中，由于某種原因，如衛(wèi)星信號被障礙物擋住而暫時中斷，或受無線電信號干擾造成失鎖，計數(shù)器無法連續(xù)計數(shù)。因此，當信號重新被跟蹤后，整周計數(shù)不正確，但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。7．GPS絕對定位：利用GPS衛(wèi)星和用戶接收機之間的距離觀測值直接確定用戶接收機天線在WGS-84坐標系中相對于坐標系原點——地球質心的絕對位置。8．GPS相對定位：是至少用兩臺GPS接收機，同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，確定兩臺接收機天線之間的相對位置（坐標差）。9．靜態(tài)絕對定位：接收機天線處于靜止狀態(tài)下，確定觀測站坐標的方法。10．偽距差分動態(tài)定位：就是用兩臺接收機在兩個測站上同時測量來自相同GPS衛(wèi)星的導航定位信號，用以聯(lián)合測得動態(tài)用戶的精確位置。11．多路徑誤差：在GPS測量中，如果測站周圍的反射物所反射的衛(wèi)星信號（反射波）進入接收機天線，這將和直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使干涉值偏離真值產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。12．GPS網(wǎng)的基準設計：在GPS網(wǎng)的技術設計時，必須明確GPS成果所采用的坐標系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)，即明確GPS網(wǎng)所采用的基準。三、問答題（共5題，每題5分，共25分）1．GPS系統(tǒng)的特點是什么?答：①定位精度高；②觀測時間短；③測站間無需通視；④可提供三維坐標；⑤操作簡便；⑥全天候作業(yè)；⑦功能多，應用廣。2．描述瞬時極天球坐標系的定義。答：原點位于地球質心，z軸指向瞬時地球自轉軸方向（真天極），x軸指向瞬時春分點（真春分點），y軸按構成右手坐標系取向。3．描述瞬時極地球坐標系的定義答：原點位于地球質心，z軸指向瞬時地球自轉軸方向（真天極），x軸指向瞬時赤道面和包含瞬時地球自轉軸與平均天文臺赤道參考點的子午面之交點，y軸按構成右手坐標系取向。4．簡述GPS衛(wèi)星定位的基本原理是什么？答：應用無線電測距交會原理，由地面三個以上已知點（控制站）交會出衛(wèi)星的位置，再利用三顆以上衛(wèi)星的已知空間位置又可以交會出地面未知點（用戶接收機）的位置。5．簡述確定整周未知數(shù)N0的方法。答：①偽距法②將整周未知數(shù)N0當做平差中的待定參數(shù)——經(jīng)典方法整數(shù)解實數(shù)解③多普勒法（三差法）④快速確定整周未知數(shù)法評分標準：答對一條得1分。5．整周跳變的修復方法一般有什么方法？答：①屏幕掃描法②用高次差或多項式擬合法③在衛(wèi)星間求差法④用雙頻觀測值修復周跳⑤根據(jù)平差后的殘差發(fā)現(xiàn)和修復周跳6．試闡述針對美國政府的ＳＡ和ＡＳ政策應采取的措施？答：①應用Ｐ－Ｗ技術和Ｌ１與Ｌ２交叉相關技術，使Ｌ２載波相位觀測值得到恢復，其精度與使用Ｐ碼相同。②研制能同時接收GPS和GLONASS信號的接收機。③發(fā)展DGPS和WADGPS差分GPS系統(tǒng)。④建立獨立的GPS衛(wèi)星測軌系統(tǒng)。⑤建立獨立的衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。評分標準：答對一條得1分。7．試闡述差分GPS定位原理。答：將一臺GPS接收機安置在基準站上進行觀測，根據(jù)基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛(wèi)星的距離改正數(shù)，并由基準站實時地將這一改正數(shù)發(fā)送出去。用戶接收機在進行GPS觀測的同時，也接收到基準站的改正數(shù)，并對定位結果進行修正，從而提高定位精度。8.試闡述廣域差分GPS系統(tǒng)的特點。答：①中心站、監(jiān)測站與用戶站的站間距離從100km增加到2000km，定位精度不會出現(xiàn)明顯的下降。②在大區(qū)域內建立WADGPS網(wǎng)，需要的監(jiān)測站數(shù)量很少，投資自然小，比LADGPS具有更大的經(jīng)濟效益。③WADGPS系統(tǒng)是一個定位精度分布均勻的系統(tǒng)，覆蓋范圍內任意地區(qū)定位精度相當，且精度較LADGPS高。④WADGPS的覆蓋區(qū)域可以擴展到LADGPS不易作用的區(qū)域。⑤WADGPS使用的硬件設備及通訊工具昂貴，軟件技術復雜，運行及維護費用較LADGPS高得多，而且WADGPS的可靠性與安全性可能不如單個的LADGPS高。9.試闡述削弱多路徑誤差的方法。答：①選擇合適的站址測站應遠離大面積平靜的水面。測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。測站應離開高層建筑物。②對接收機天線的要求在天線中設置抑徑板。接收天線對于極化特性不同的反射信號應該具有較強的抑制作用。評分標準：答對一條得1分。10.試闡述削弱星歷誤差的方法。答：①選擇合適的站址測站應遠離大面積平靜的水面。測站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。測站應離開高層建筑物。②對接收機天線的要求在天線中設置抑徑板。接收天線對于極化特性不同的反射信號應該具有較強的抑制作用。11.GPS網(wǎng)的基準設計應注意的問題。答：①為求定GPS點在地面坐標系的坐標，應在地面坐標系中選定起算數(shù)據(jù)和聯(lián)測原有地方控制點若干個。②為保證GPS網(wǎng)進行約束平差后坐標精度的均勻性以及減少尺度比誤差影響，對GPS網(wǎng)內重合的國家高級控制點或原城市等級控制點，除未知點連接圖形聯(lián)測外，對他們也要適當?shù)臉嫵砷L邊圖形。③GPS網(wǎng)平差后可以得到GPS的在地面參照坐標系中的大地高，可根據(jù)具體情況聯(lián)測高程點，進行高程擬合，聯(lián)測高程點需均勻分布與網(wǎng)中。④新建GPS網(wǎng)的坐標應盡量與測區(qū)過去采用的坐標系統(tǒng)一致，如果采用的是地方獨立或工程坐標系，一般還應了解以下參數(shù)：a．所采用的參考橢球；b．坐標系的中央子午線經(jīng)度；c．縱、橫坐標加常數(shù)；d．坐標系的投影面高程及測區(qū)平均高程異常；e．起算點的坐標值。評分標準：答對一條得1分。12.GPS數(shù)據(jù)預處理的基本內容是什么？答：主要目的是對原始數(shù)據(jù)進行編輯、加工整理、分流并產(chǎn)生各種信息文件，為進一步平差做準備。它的基本內容是：①數(shù)據(jù)傳輸；②數(shù)據(jù)分流；③統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；④衛(wèi)星軌道的標準化；⑤探測周跳、修復載波相位觀測值；⑥對觀測值進行必要改正。評分標準：答對一條得1分。.測圖前有哪些準備工作？①②③④⑤⑥①②③④⑤⑥四、計算題（1題，共10分）1．某城市GPS控制網(wǎng)共布設了20個點（其中5個是已知的高等控制點），采用靜態(tài)作業(yè)方式組織施測，共有5臺雙頻GP