GPSGPSA10第一章緒論簡述GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)有哪些？①定位精度高②觀測時間短③測站間無需通視④可供給地心坐標(biāo)⑤操作簡便⑥全天候作業(yè)⑦功能多、應(yīng)用廣GPS空間局部—GPS衛(wèi)星及其星座〔2〕地面掌握局部—地面監(jiān)控系統(tǒng)〔3〕用戶設(shè)備局部—GPS信號接收機(jī)?！?〕①連續(xù)不斷向地面發(fā)送GPS導(dǎo)航和定位信號；②接收地面站的指令，修正軌道偏差并啟動備用設(shè)備；③接收地面站發(fā)來的導(dǎo)航電文和其他信號；地面監(jiān)測系統(tǒng)由一個主控站、三個注入站和五個監(jiān)測站組成。主控站：①收集數(shù)據(jù)：收集本站及各監(jiān)測站獲得的各種數(shù)據(jù)；②處理數(shù)據(jù)：處理收集的數(shù)據(jù)，按肯定格式編制成導(dǎo)航電文；③監(jiān)測協(xié)調(diào)：掌握和協(xié)調(diào)監(jiān)測站、注入站和衛(wèi)星的工作；④掌握衛(wèi)星：修正衛(wèi)星的運(yùn)行軌道，發(fā)送啟動備用設(shè)備指令。注入站：將主控站發(fā)來的導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲器中。監(jiān)測站：接收衛(wèi)星信號，為主控站供給衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)?！灿嬎愠鰷y站的三維位置，或三維速度和時間〕其次章坐標(biāo)系統(tǒng)和時間系統(tǒng)GPS需把衛(wèi)星與地面點(diǎn)的位置統(tǒng)一在一個坐標(biāo)系內(nèi)；需承受空間直角坐標(biāo)系，以便于天球與地球坐標(biāo)系進(jìn)展轉(zhuǎn)換；天球與地球坐標(biāo)系的建立上應(yīng)具有簡便的變換關(guān)系。2.定義一個空間直角坐標(biāo)系條件有哪些?〔1〕坐標(biāo)原點(diǎn)的位置〔2〕三個坐標(biāo)軸的指向〔3〕長度單位3.WGS-84原點(diǎn)：地球的質(zhì)心；Z〔BIH〕1984.0〔CTPConventionalTerrestrialPole〕方向；X軸——相應(yīng)零子午面和赤道的交點(diǎn)〔經(jīng)度零點(diǎn)Y定義時間系統(tǒng)的條件：尺度(時間單位)；原點(diǎn)(歷元)定義時間尺度的條件：周期運(yùn)動；該周期是連續(xù)穩(wěn)定的；該周期可被觀測和試驗復(fù)現(xiàn)。GPS16①軌道橢圓長半徑a②軌道橢圓第一偏心率e；a,e確定軌道橢圓外形和大小。③升交點(diǎn)赤經(jīng)：升交點(diǎn)與春分點(diǎn)所對應(yīng)的地心夾角稱升交點(diǎn)赤經(jīng)Ω④i軌道面傾角：衛(wèi)星軌道平面與地球赤道面之間的夾角。Ω,i⑤ω近地點(diǎn)角距：在軌道平面上近地點(diǎn)與升交點(diǎn)所對應(yīng)的地心夾角。ω確定軌道橢圓在軌道平面上的定向。⑥V真近點(diǎn)角：衛(wèi)星與近地點(diǎn)所對應(yīng)地心夾角,是時間的函數(shù)。V1.GPSGPS衛(wèi)星播發(fā)的信號,包括載波、測距碼(包括P碼、C/A碼)、數(shù)據(jù)碼(導(dǎo)航電文)等多種信號重量，以滿足用戶導(dǎo)航、定位等需要。作用：加載和傳送碼信號，其本身也是重要的測量對象。簡述GPS接收機(jī)由哪幾個單元組成的？各單元的作用？用于測繪的GPS接收機(jī)一般由天線單元、接收單元〔主機(jī)〕和關(guān)心設(shè)備〔電源〕組成。序序號單元組成說明天線接收衛(wèi)星信號,并將電磁波轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流1天線單元前置放大器GPS信號電流予以放大變頻器使L頻段的射頻信號變換成低頻信號信號通道接收單元/牽引/跟蹤衛(wèi)星；解調(diào)播送電文；進(jìn)展站星距離測量2 存儲衛(wèi)星星歷/歷書/偽距/載波相位觀測值等〔主機(jī)〕存儲器信息微處理器指令協(xié)調(diào)整個接收機(jī)的工作并進(jìn)展數(shù)據(jù)處理顯示器顯示接收機(jī)工作狀態(tài)、單點(diǎn)定位坐標(biāo)等信息電源為整個接收機(jī)的工作供給電力供給，分內(nèi)/外電源3關(guān)心單元采集器存貯器的外接記錄器，通過它可實現(xiàn)人機(jī)對話第五章GPS衛(wèi)星定位根本原理試述GPS測距和單點(diǎn)定位原理？寫出方程式。GPS測距根本原理：設(shè)想在衛(wèi)星上無線電信號放射機(jī)在衛(wèi)星鐘的掌握下，按預(yù)定的方式放射(Δt)，進(jìn)而求出站星之間的距離(ρ)：ρ=c·△t〔式中，c。將衛(wèi)星的瞬時空間位置作為點(diǎn)，承受空間前方距離交會，得到待定點(diǎn)的空間位置。ρ2=〔X-X〕2+〔Y-Y〕2+〔Z-Z〕21 P 1 P 1 P 1ρ2=〔X-X〕2+〔Y-Y〕2+〔Z-Z〕22 P 2 P 2 P 2ρ2=〔X-X〕2+〔Y-Y〕2+〔Z-Z〕23 P 3 P 3 P 3按不同分類標(biāo)準(zhǔn)GPS定位可分為哪些？分類標(biāo)準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)分類含義偽距法定位測量衛(wèi)星放射的測距碼，確定站星距離按測距方法載波相位法定位測量衛(wèi)星放射載波相位，確定站星距離靜態(tài)定位定位時，接收機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)按接收機(jī)運(yùn)動狀態(tài)動態(tài)定位定位時，接收機(jī)處于運(yùn)動狀態(tài)單點(diǎn)(確定)定位1GPS按接收機(jī)數(shù)量相對定位2臺或2臺以上接收機(jī)同步觀測一樣的衛(wèi)星主動式測距和被動式測距的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？主動式測距〔如電磁波測距儀，測得來回雙程距離〕優(yōu)點(diǎn)：不要求儀器鐘必需和某一時間系統(tǒng)保持全都。缺點(diǎn)：用戶要放射信號，對軍事用戶難以隱蔽自己。被動式測距〔如GPS測距，測得單程距離〕優(yōu)點(diǎn)：用戶無需放射信號，隨時接收，因而便于隱蔽自己。缺點(diǎn)：要求接收機(jī)鐘和各衛(wèi)星鐘都要和GPS時間系統(tǒng)保持同步。簡述多普勒三次差分法中的一次差分在哪些觀測值間求差？并消退或減弱了哪些誤差的影響？①在衛(wèi)星間求差分(星際差分)〔站際差分〔歷元差分。①星際一次差分：消退了接收機(jī)鐘差，也減弱電離層、對流層誤差影響。②站際一次差分：消退了衛(wèi)星鐘差，同時也減弱了電離層、對流層誤差影響。③歷元間一次差分：消退了衛(wèi)星和接收機(jī)鐘差，同時也減弱了電離層、對流層誤差影響。特別N0產(chǎn)生周跳的緣由有哪些？假設(shè)在跟蹤衛(wèi)星過程，信號被阻擋臨時中斷，或受其他信號干擾造成失鎖，計數(shù)器計數(shù)不連續(xù)。當(dāng)信號重被跟蹤后，整周計數(shù)就不正確，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。SAASSAAS技技內(nèi)容目的術(shù)SA技術(shù)人為地將誤差引入衛(wèi)星鐘和廣播星歷中C/A20m100mAS技術(shù)將P碼與W碼相加成Y碼，Y碼 防止敵方使用P碼進(jìn)展周密實嚴(yán)格保密 時定位SAAS序分類含義公式號序分類含義公式號1HDO評價平面位置精度PM=HDOP·H2VDO評價高程精度PM=VDOP·V3PDO評價空間三維位置精度PM=PDOP·P4TDO評價時間精度M=TDOP·TPP5GDOP綜合評價三維位置和時間精度M=GDOP·G第六章、GPS衛(wèi)星導(dǎo)航1.簡述導(dǎo)航的三要素分別是什么？〔1〕起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的位置〔2〕〔3〕2.GPSGPS優(yōu)點(diǎn)：全球性、全天候、高精度、三維實時②受機(jī)動干擾：GPS接收機(jī)的工作受飛行器機(jī)動的影響，會定位失鎖；③數(shù)據(jù)更率低：高速飛行器，難以滿足實時掌握的要求。慣性導(dǎo)航：優(yōu)點(diǎn)①不依靠于外部信息②不向外部輻射能量(隱蔽性好)③不受外界干擾④可全天侯、全球性工作⑤連續(xù)性好且噪聲低⑥數(shù)據(jù)更率高、短期精度好缺點(diǎn)①定位誤差隨時間而增大②初始化時間長③不能給出時間信息④設(shè)備昂貴3.GPS/慣導(dǎo)綜合導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)？①抑制了各自的缺點(diǎn)，導(dǎo)航精度高于兩個系統(tǒng)單獨(dú)工作的精度;②有效地提高慣導(dǎo)系統(tǒng)的性能和精度;③提高GPS接收機(jī)跟蹤衛(wèi)星的力量及抗干擾性。GPS分類誤差來源對等效距離的影響分類誤差來源對等效距離的影響(m)衛(wèi)星局部星歷誤差/鐘誤差/相對論效應(yīng)1.5～15信號傳播 電離層折射/對流層折射/多路徑誤差

1.5～15信號接收其他影響

鐘誤差/位置誤差/天線相位中心變化地球潮汐/負(fù)荷潮

1.5～51.0類型電離層折

消減措施①雙頻接收②相對定位

備注電離層折射誤差是系統(tǒng)誤差,必需實行有效措施予射 ③利用改正模型④選擇有利的觀測時間

以消退。隨著同步觀測站之間射

①模型改正②相對定位

距離的增大，大氣狀況的相關(guān)>100km時，對流層折射就成為GPS定位精度的重要制約因素。差

②設(shè)置適宜的高度截止角誤差

③對天線設(shè)置抑徑板立定軌②相對定位

星歷誤差是GPS定位的重要誤差來源之一。衛(wèi)星鐘誤差應(yīng)

改正②相對定位事先將衛(wèi)星鐘的頻率 上述爭論是衛(wèi)星在圓減小約0.00455Hz。使其進(jìn)入形軌道作勻速運(yùn)動的狀況。事軌道受相對論效應(yīng)影響后恰 實上相對論效應(yīng)的影響并非與標(biāo)準(zhǔn)頻率10.23MHz相一 常數(shù)經(jīng)改正后殘差對周密定致。 位仍不行無視。誤差誤差中心位置誤差

①獨(dú)立未知數(shù)法②相對定位有強(qiáng)制對中裝置的觀測墩。使用同一類型的天線遠(yuǎn)的測站間可通過觀測值求差來減弱相位偏移的影響。狹義相對論效應(yīng)使衛(wèi)星鐘比靜止在地球上的同類鐘走得慢了。廣義相對論效應(yīng)使衛(wèi)星鐘比靜止在地球上的同類鐘走得快了?！矊PS衛(wèi)星而言，廣義大于狹義相對論效應(yīng)的影響〕GPSGPS網(wǎng)基準(zhǔn)設(shè)計的內(nèi)容有哪些?基準(zhǔn)設(shè)計應(yīng)留意的問題有哪些？內(nèi)容：方位基準(zhǔn)：一般以給定的起算方位角值確定(如2個起算點(diǎn));尺度基準(zhǔn)：一般由電磁波測距邊確定也可由起算點(diǎn)間的距離確定;位置基準(zhǔn)：一般都是由給定的起算點(diǎn)坐標(biāo)確定。問題：①起算點(diǎn)個數(shù)和精度要求：起算點(diǎn)個數(shù)一般要求3個，且使建GPS網(wǎng)不受起算點(diǎn)精度較低的影響。②起算點(diǎn)邊長：起算點(diǎn)間要適當(dāng)?shù)貥?gòu)成長邊圖形。③GPS1/3坐標(biāo)系投影面高程及測區(qū)平均高程特別值；起算點(diǎn)的坐標(biāo)值等。GPS〔1〕便于常規(guī)測量應(yīng)用：GPS網(wǎng)點(diǎn)間雖不要求相互通視，但要考慮到常規(guī)測量應(yīng)用，因此一般要求每個點(diǎn)應(yīng)有一個聯(lián)測通視方向。構(gòu)成閉合環(huán)路：由非同步觀測邊構(gòu)成閉合或附和線路。3.同步網(wǎng)間的連接方式有哪些？各自的特點(diǎn)及適應(yīng)的狀況？連接方式連接方式特點(diǎn)連接效率高，當(dāng)接收機(jī)數(shù)目較少〔2、3臺，為推舉的點(diǎn)連式連接方式；但圖形強(qiáng)度較弱，極少有非同步閉合條件。比點(diǎn)連接效率低，但牢靠性高，在準(zhǔn)確測量或接收機(jī)數(shù)邊連式較多〔4臺以上〕時，主要連接方式。強(qiáng)度和牢靠性高，但效率較低，接收機(jī)需4臺以上，高網(wǎng)連式精度測量使用。邊點(diǎn)混合連接式敏捷、牢靠性好，是抱負(fù)的布網(wǎng)觀測方案?！不蚨噙呅巍尺B接導(dǎo)線網(wǎng)形連接〔環(huán)形圖〕星形布設(shè)4、GPSGPS數(shù)據(jù)處理的目的：將野外采集的原始GPS數(shù)據(jù)，以最正確的方法進(jìn)展平差，歸算到參考橢球面上，并投影到所承受的平面〔例如高斯平面，最終得到點(diǎn)所在坐標(biāo)系的準(zhǔn)確位置。GPS：15s采集間隔計算，1臺接收機(jī)觀測1h有240組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)含有對假設(shè)干顆衛(wèi)星信號數(shù)據(jù)，定位時使用多臺接收機(jī)同步觀測;②處理過程簡單：從GPS原始數(shù)據(jù)到最終定位成果，需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)展組織、檢驗、計算和分析處理，處理過程格外簡單;③數(shù)學(xué)模型多樣：GPS定位技術(shù)是興技術(shù)，對同一問題的處理方法也不盡一樣，這就使得數(shù)據(jù)處理使用的數(shù)學(xué)模型和算法具有多種形式;④自動化程度高：鑒于以上特點(diǎn)，隨著軟件水平的不斷提高，數(shù)據(jù)處理一般借助相應(yīng)的軟件完成，自動化程度越來越高。簡述南方南方測繪GPS4.4數(shù)據(jù)處理軟件”數(shù)據(jù)處理過程？一、數(shù)據(jù)通訊：將接收機(jī)內(nèi)采集的數(shù)據(jù)文件(例C0021631.STH)傳輸在計算機(jī)內(nèi)。二.運(yùn)行數(shù)據(jù)處理軟件建工程：給處理的數(shù)據(jù)起文件名。增加觀測數(shù)據(jù)文件：將待處理的觀測數(shù)據(jù)文件讀入軟件系統(tǒng)中?；€解算：解算全部基線向量，區(qū)分合格和不合格的基線，是數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)錄入：輸入點(diǎn)坐標(biāo)，給定約束條件。平差處理：進(jìn)展網(wǎng)型無約束平差和通過點(diǎn)進(jìn)展約束平差。成果輸出：將文件保存或打印輸出計算成果。三.精度評定粗差或錯誤推斷方法：點(diǎn)有三個，以二個作為起算，第三個作為檢核，假設(shè)滿足精度，然3點(diǎn)位精度評定：在輸出結(jié)果中以數(shù)字的形式顯示點(diǎn)位中誤差和基線邊相對精度?！步Y(jié)論：實踐說明，GPS定位精度主要取決與GPS點(diǎn)上數(shù)據(jù)采集質(zhì)量好壞，也就是基線解算能〕數(shù)據(jù)處理中基線不合格,重設(shè)置歷元間隔和高度截止角的原則？歷元間隔的設(shè)置原則：①同步觀測時間較短時,可縮小歷元間隔，反之，應(yīng)增加歷元間隔；2〕高度截止角的設(shè)置原則：①當(dāng)衛(wèi)星數(shù)目足夠多時，增加高度截止角，屏蔽低空衛(wèi)星數(shù)據(jù)參與解算;②當(dāng)衛(wèi)星數(shù)目不多時，降低高度截止角,讓更多的衛(wèi)星數(shù)據(jù)參與解算。7.GPS點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電放射臺和高壓輸電線避開其磁場對衛(wèi)星信號的干擾。其距離前200m50m；點(diǎn)位四周不應(yīng)有大面積的水域，或?qū)﹄姶挪ǚ瓷涿土业奈矬w以減弱多路徑效應(yīng)的影響；10°～15°點(diǎn)位應(yīng)選在交通便利且有利于常規(guī)測量應(yīng)用的地方。擬定觀測打算的主要依據(jù)？①GPSGPS交通、通信及后勤保障。觀測打算的內(nèi)容？〔1〕打算GPS網(wǎng)與原地面網(wǎng)的聯(lián)測方案〔一般要求重合點(diǎn)不少于三個；同步環(huán)組成及連接方式；依據(jù)連接方式選定連接點(diǎn)或連接邊；同步觀測的“采集間隔”和“高度截止角”大小確實定；同步觀測的時間長度；觀測區(qū)域的設(shè)計與劃分〔當(dāng)GPS網(wǎng)規(guī)模較大，點(diǎn)數(shù)較多，接收機(jī)數(shù)量有限，可分區(qū)觀測。測相鄰分區(qū)應(yīng)設(shè)置公共觀測點(diǎn)，且數(shù)量不少于3個；編制作業(yè)調(diào)度打算和進(jìn)度表等。RTK？RTK作業(yè)模式：A〔主要應(yīng)于用工程測量中。B準(zhǔn)動態(tài)相對定位〔要求保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤，不常用。C動態(tài)相對定位〔主要用于小區(qū)域周密導(dǎo)航中。構(gòu)成：GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。第十章、GPS名詞解釋：GPSGPST秒長承受原子時ATIUTC的1980年1月6日0〔與UTC。春分點(diǎn)：當(dāng)太陽在黃道上從天球南半球向北半球運(yùn)行時,黃道與天球赤道的交點(diǎn)〔從北向南的交點(diǎn)為秋分點(diǎn))。真近點(diǎn)角：衛(wèi)星與近地點(diǎn)所對應(yīng)地心夾角,是時間的函數(shù)。升交點(diǎn)赤經(jīng)：升交點(diǎn)與春分點(diǎn)所對應(yīng)的地心夾角稱升交點(diǎn)赤經(jīng)。近地點(diǎn)角距：在軌道平面上近地點(diǎn)與升交點(diǎn)所對應(yīng)的地心夾角。衛(wèi)星無攝運(yùn)動：假設(shè)地球為勻質(zhì)球體，其質(zhì)量集中于球體的中心，這時由地球引力所打算的衛(wèi)星運(yùn)動，稱為無攝運(yùn)動。衛(wèi)星星歷：描述衛(wèi)星運(yùn)行軌道和狀態(tài)的各種參數(shù)值，是計算衛(wèi)星瞬時位置的依據(jù)，實質(zhì)就是賦值后的軌道參數(shù)。播送星歷：由承受導(dǎo)航電文獲得的衛(wèi)星星歷,也稱作預(yù)報星歷。導(dǎo)航電文：是利用GPS進(jìn)展定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)根底,包含衛(wèi)星星歷、時鐘改正、電離C/AP偽距：由衛(wèi)星放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到的站星距離。偽距測量：通過測定測距碼得到站星距離的方法。載波相位測量：原理：t，轉(zhuǎn)化為測定載波傳播過程中經(jīng)歷的相位移Φ，通過時間和相位移之間的關(guān)系，最終到達(dá)測距目的?！步Y(jié)論：載波相位N〕0確定定位：又稱單點(diǎn)定位，確定待定點(diǎn)在WGS-84坐標(biāo)系中確實定位置。相對定位：2臺或2臺以上接收機(jī)，同步觀測一樣的GPS衛(wèi)星，確定接收機(jī)天線之間的相對位置。靜態(tài)定位：接收機(jī)天線處于