GPS思考题(1)

1、 GPS的地面监控系统包括1个控制站、3个注入站和5个监控站 2、 1980西安坐标系的原点参考椭球平差方法：天文大地网整体平差 3、 根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有点连式、边连式、网连式及边点混合连接 四种基本方式，也有布设成星形连接、附和导线连接、三角锁形连接等。选择什么样组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机的台数等因素

4、 卫星运动的轨道参数中，升交点的赤径Ω,轨道面的倾角i决定轨道平面的空间位置；椭圆长半径a决定轨道椭圆的大小，偏心率e决定轨道椭圆的形状；真近点角V 决定近地点在椭圆上的位置

5、 SA技术称为有选择可用性技术；AS技术称为反电子欺骗技术 6、 差分GPS定位可分为单基准站差分、具有多个基准站的局部区域差分和广域差分三种类型

7、 周跳探测的修复方法:屏幕扫描法、用离次差或多项式拟合法、在卫星间求差法、用双频观测值修复周跳、根据平差后的残差发现和修复整周跳变 8、GPS数据预处理的步骤①数据传输 ②数据分流 ③统一数据文件格式 ④卫星轨道的标准化 ⑤探测周跳、修复载波相位观测值 ⑥对观测值进行必要改正

9、GPS基线向量网平差分为三种类型：自由网平差、非自由网平差、GPS网与地面联合平差

10、区域性GPS大地控制网的作用：建立新的地面控制网、检核和改善已有地面网、对已有的地面网进行加密、拟合区域大地水准面

11.GPS系统的特点：定位精度高、观测时间短、测站间无需通视、可提供三维坐标、操作简便、全天候作业、功能多，应用广。

12、参数椭圆的长半径a椭圆的短半径b和真近点角V，唯一的确定了卫星轨道的形状大小及卫星在轨道的瞬时位置

13、对卫星精密定位来说，只考虑地球质心引力情况下计算卫星的运动状态（即二体问题）是不能满足精度要求的，必须考虑地球引力场摄动力、日月摄动力、大气阻力、光压摄动力、潮汐摄动力对卫星状态的影响。

14、HDOP:水平定位模糊度 VDOP：高程精度模糊度 PDOP：位置精度模糊度 TDOP：时间模糊度 GDOP ：几何定位模糊度

15、根据差分GPS基准站发送的信息方式可将单站GPS差分定位分为位置差分、伪距差分和载波相位差分三种类型，其工作原理大致相同

16、GPS导航的特点：用户多样、速度多变、定位实时、数据和精度多变等

17、GPS基线处理完成以后对其结果做一下分析：1.观测值残差分析2.基线长度的精度3.双差固定解与双差实数解

18、国内外用于GPS水准计算的主要方法有：绘等值线图法、解析内插法、曲面拟合法等 19、隔河岩水库大坝外观变形GPS自动化监测系统由数据采集、数据传输、数据处理三大部分组成 二、名词解释

地球直角坐标系：原点O与地球质心重合，Z轴指向地球北极，X轴指向地球赤道面与格林尼治子午圈的交点，Y轴在赤道平面里与XOZ构成右手坐标系。 卫星星历：是描述卫星运动轨道的信息。也可以说卫星星历就是一组对应某一时刻的轨道参数及其变率。GPS卫星星历分为预报星历和后处理星历。 预报星历：又叫广播星历。通常包括相对某一参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动改正项参数。

后处理星历：是一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪站所获得对GPS卫星的精密

观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。 参考星历：相应参考历元的卫星开普勒轨道参数也叫参考星历。 协调世界时UTC：为了兼顾对世界时时刻和原子时秒长两者的需要建立了一种折中的时间系统，称为协调世界时UTC

整周跳变：卫星信号失锁，使接收机的整周计数不正确，但不到一整周的相位观测值仍是正确的。这种现象称为周跳。

动态绝对定位：它是用安设在一个运动载体上的GPS接收机，自主地测得该运动载体的实时位置，从而描绘出运动载体的运行轨迹。

天球空间直角坐标系：地球质心O为坐标原点，Z轴指向天球北极，X轴指向春分点，Y轴垂直于XOZ平面，与X轴和Z轴构成右手坐标系。

二体问题：忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称为二体问题。

无摄运动：仅考虑地球质心引力作用的卫星运动称为无摄运动。 卫星轨道：卫星在空间运行的轨迹称为卫星轨道

卫星轨道参数：描述卫星轨道状态和位置的参数称为轨道参数。

WGS—84坐标系：原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。 伪距：GPS接收机对测距码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机钟的误差、卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。 重建载波：在进行载波相位测量以前首先进行的解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获得载波的这一项工作称为重建载波。 三、简答题

1、北斗导航定位系统的工作步骤

①地面控制中心向两枚卫星发送询问信号； ②卫星将询问信号转发给地面用户；

③用户响应询问信号，向卫星发回回应信号； ④卫星将用户的响应信号转发给地面控制中心；

⑥地面控制中心接收用户的响应信号，并解读出用户申请的服务内容，计算出相应的内容；

⑦地面控制中心将服务内容经卫星转发给用户。 2、伪噪声码及其特性

随机码具有良好的自相关特性，但由于它是一种非周期性的序列，不服从任何编码规则，所以实际上无法复制和利用。因此，为了实际的应用，GPS采用了一种伪噪声码，这种码序列的主要特点是，不仅具有类似随机码的良好自相关特性，而且具有某种确定的编码规则。它是周期性的，可以容易地复制。

特性：伪随机码既只有与随机码相类似的良好自相关性，又是一种结构确定，可以复制的周期性序列。这样，用户接收机便可容易地复制卫星所发射的伪随机码，以便通过接收码与复制码的比较，可准确地测定其间的时间延迟。 3、整周未知数No的确定方法

①伪距法

将伪距观测值减去载波相位测量的实际观测值(化为以距离 为单位)后即可得到λ×N0 。

②将整周未知数当作平差中的待定参数——经典方法 1)整数解 短基线测量

2)实数解 长基线测量

③多普勒法(三差法)

将相邻两个观测历元的载波相位相减，消去了整周未知数N0， 从而直接解出坐标参数。常用来获得未知参数的初始值。 ④快速确定整周未知数法

这种方法对某一置信区间所有整数组合一一进行平差，取 估值的验后方差或方差和为最小的一组整周未知数作为整周未 知数的最佳估值。

进行短基线定位时，利用双频接收机只需观测一分钟便能 成功地确定整周未知数。

4、GPS测量的主要误差分类及对距离测量的影响大小

误 差 来 源 对距离测量的影响(m) 卫星部分：①星历误差 ②钟误差 ③相对论效应 1.5~15 信号传播：①电离层 ②对流层 ③多路径效应 1.5~15 信号接收：①钟的误差 ②位置误差 ③天线相位中心变化 1.5~5 其他影响：①地球潮汐 ②负荷潮 1.0 5、什么是GPS网的基准设计?简述GPS网的基准的内容和确定方式

基准设计的定义：在GPS网的技术设计中，必须明确GPS网的成果所采用的坐标系统和起算数据的工作，称为GPS网的基准设计。GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。 GPS网的基准的确定：

方位基准：由给定起算方位角确定。 尺度基准：由地面的电磁波测距确定。 位置基准：由给定的起算点坐标确定。 6、GPS时，协调世界时，原子时的关系 图在书上P30

7、C/A码特点及C/A码精度情况 C/A码特点 ：

C／A码的码长很短，易于捕获。在GPS导航和定位中，为了捕获C／A码以测定卫星信号传播的时延，通常需要对C／A码逐个进行搜索。因为C／A码总共只有1023个码元，所以若以每秒50码元的速度搜索，只需要约20.5秒便可达到目的。由于C/A码易于捕获，而且通过捕获的C／A码所提供的信息，又可以方便地捕获GPS的P码。所以通常C/A也称为捕获码。 C/A码精度 ：

C／A码的码元宽度较大。假设两个序列的码元对齐误差为码元宽度的1／10—1／100，则这时相应的测距误差可达29.3—2.9m。由于其精度较低，所以C／A码也称为粗码。 8、伪距测量原理和伪距观测值的计算

GPS卫星依据自己的时钟发出某一结构的测距码，该测距码经过τ 传播后到达接收机，接收机在自己的时钟控制下产生一组结构完全相同的测距码——复制码，并通过时延器使其延迟时间τ＇将这两组测距码进行相关处理，若相关系数R（τ＇）≠1。则继续调整延迟时间τ＇直至自相关系数R（τ＇）=1为止。使接收机所产生的复制码与接收到的GPS卫星测距码完全对齐，那么延迟时间τ＇即为GPS卫星信号从卫星传播到接收机所用的时间τ。GPS卫星信号的传播是一种无线电信号的传播，其速度等于光速c，卫星至接收机的距离即为τ＇与c的乘积。

9、多路径效应的定义和影响方式以及减弱多路径效应影响的措施

定义：在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号（反射波）进入接收机天线。这就将和来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。

影响方式：反射波，载波相位

措施：①安置接收机天线的环境，应避开较强的反射面

②选择造型适宜且屏蔽良好的天线等

③适当延长观测时间，削弱多路径效应的周期性影响

④改善GPS接收机的电路设计，为了减弱多路径效应的影响 ⑤建立适当的改正模型。

10、GPS测量外业观测计划的主要内容 （1）编制GPS卫星的可见性预报图； （2）选择卫星的几何图形强度； （3）选择最佳观测时段； （4）观测区域的设计与划分；

（5）编排作业调度表；作业调整度表； （6）采用规定格式GPS测量外业观测通知单

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/boih.html