1.

靜態(tài)相對(duì)定位中，在衛(wèi)星之間求一次差可有效消除或削弱的誤差項(xiàng)為：A

A.衛(wèi)星鐘差

B.電離層延遲誤差

C.星歷誤差

D.接受機(jī)鐘差2.

什么是單差、雙差和三差，它們各有什么特點(diǎn)？

答：將直接觀察值相減，所獲得的成果被當(dāng)做虛擬觀察值，稱為載波相位觀察值的單差。涉及在衛(wèi)星間求一次差，在接受機(jī)間求一次差，在不同歷元間求一次差三種求差法。在載波相位測(cè)量的一次求差基礎(chǔ)上繼續(xù)求差所獲得的成果被當(dāng)成虛擬觀察值，稱為雙差。常見的二次求差也有三種：在接受機(jī)和衛(wèi)星間求二次差；在接受機(jī)和歷元間求二次差；在衛(wèi)星和歷元間求二次差。二次差仍可繼續(xù)求差，稱為求三次差。只有一種三次差，即在衛(wèi)星、接受機(jī)和歷元間求三次差。

考慮到GPS定位的誤差源，事實(shí)上廣為采用的求差法有三種：在接受機(jī)間求一次差，在接受機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，在衛(wèi)星、接受機(jī)和歷元間求三次差。他們各自的特點(diǎn)分別是：

1）在接受機(jī)間求一次差：能夠消除衛(wèi)星鐘差；接受機(jī)鐘差參數(shù)數(shù)量減少，但并不能消除接受機(jī)鐘差；衛(wèi)星星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層延遲等的影響也可得以削弱。

2）在接受機(jī)和衛(wèi)星間求二次差：衛(wèi)星鐘差被消去；接受機(jī)相對(duì)鐘差也被消去；在每個(gè)歷元中雙差觀察方程的數(shù)量均比單差觀察方程少一種；參數(shù)較少用普通的計(jì)算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)解決工作。

3）在衛(wèi)星、接受機(jī)和歷元間求三次差：在二次差的基礎(chǔ)上進(jìn)一步消去了整周含糊度參數(shù)，但這并沒有多少實(shí)際意義；三差解是一種浮點(diǎn)解；三差方程的幾何強(qiáng)度較差。普通在GPS測(cè)量中廣泛采用雙差固定解而不采用三差解，普通僅被當(dāng)做較好的初始值，或用于解決整周跳變的探測(cè)與修復(fù)、整周含糊度的擬定等問題。3.為什么在普通的GPS定位中廣泛采用雙差觀察值？

答:由于雙差觀察存在下列的優(yōu)點(diǎn):消去了衛(wèi)星鐘差；接受機(jī)相對(duì)鐘差也被消去；在每個(gè)歷元中雙差觀察方程的數(shù)量均比單差觀察方程少一種；參數(shù)大大減少,用普通的計(jì)算機(jī)就可勝任數(shù)據(jù)解決工作。4.為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？

答:在載波測(cè)量中,多出參數(shù)的數(shù)量往往非常多，這樣數(shù)據(jù)解決的工作量十分龐大，對(duì)計(jì)算機(jī)及作業(yè)人員的素質(zhì)也會(huì)提出較高的規(guī)定。另外，未知參數(shù)過多使得解的穩(wěn)定性削弱。而通過觀察值相減即求差法可消除多出觀察數(shù)，從而大大減少了工作量。5.什么是寬巷觀察值？如何運(yùn)用寬巷觀察值？

答:寬巷觀察值為兩個(gè)不同頻率的載波(L1,L2)相位觀察值間的一種線性組合，即。其對(duì)應(yīng)的頻率為，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為，對(duì)應(yīng)的整周含糊度為。由于寬巷觀察值的波長(zhǎng)達(dá)86cm，運(yùn)用它能夠很容易精確擬定其整周含糊度，進(jìn)而精確擬定N1和N2。GPS誤差GPS測(cè)量是通過地面接受設(shè)備接受衛(wèi)星傳送來的信息，計(jì)算同一時(shí)刻地面接受設(shè)備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會(huì)辦法，來擬定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此，對(duì)于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號(hào)傳輸過程和地面接受設(shè)備都會(huì)對(duì)GPS測(cè)量產(chǎn)生誤差。重要誤差來源可分為：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；與信號(hào)傳輸有關(guān)的誤差；與接受設(shè)備有關(guān)的誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差是指衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星實(shí)際位置間的偏差,由于衛(wèi)星空間位置是由地面監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)衛(wèi)星測(cè)軌成果計(jì)算求得的,因此又稱為衛(wèi)星軌道誤差。它是一種起始數(shù)據(jù)誤差,其大小取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀察值的數(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等。星歷誤差是GPS測(cè)量的重要誤差來源.（2）衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差是指GPS衛(wèi)星時(shí)鐘與GPS原則時(shí)間的差別。為了確保時(shí)鐘的精度，GPS衛(wèi)星均采用高精度的原子鐘，但它們與GPS原則時(shí)之間的偏差和漂移和漂移總量仍在1ms～0.1ms以內(nèi)，由此引發(fā)的等效誤差將達(dá)成300km～30km。這是一種系統(tǒng)誤差必須加于修正。（3）SA干擾誤差SA誤差是美國(guó)軍方為了限制非特許顧客運(yùn)用GPS進(jìn)行高精度點(diǎn)定位而采用的減少系統(tǒng)精度的政策，簡(jiǎn)稱SA政策，它涉及減少?gòu)V播星歷精度的ε技術(shù)和在衛(wèi)星基本頻率上附加一隨機(jī)抖動(dòng)的δ技術(shù)。實(shí)施SA技術(shù)后，SA誤差已經(jīng)成為影響GPS定位誤差的最重要因素。即使美國(guó)在5月1日取消了SA，但是戰(zhàn)時(shí)或必要時(shí)，美國(guó)可能恢復(fù)或采用類似的干擾技術(shù)。(SA技術(shù)其重要內(nèi)容是:1.在廣播星歷中故意地加入誤差,使定位中的已知點(diǎn)(衛(wèi)星)的位置精度大為減少;2.故意地在衛(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,造成測(cè)距精度大為減少.)（4）相對(duì)論效應(yīng)的影響這是由于衛(wèi)星鐘和接受機(jī)所處的狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)速度和重力位)不同引發(fā)的衛(wèi)星鐘和接受機(jī)鐘之間的相對(duì)誤差。編輯本段與傳輸途徑有關(guān)的誤差（1）電離層折射在地球上空距地面50～100km之間的電離層中,氣體分子受到太陽(yáng)等天體多個(gè)射線輻射產(chǎn)生強(qiáng)烈電離,形成大量的自由電子和正離子。當(dāng)GPS信號(hào)通過電離層時(shí),與其它電磁波同樣,信號(hào)的途徑要發(fā)生彎曲,傳輸速度也會(huì)發(fā)生變化,從而使測(cè)量的距離發(fā)生偏差,這種影響稱為電離層折射。對(duì)于電離層折射可用3種辦法來削弱它的影響:①運(yùn)用雙頻觀察值,運(yùn)用不同頻率的觀察值組合來對(duì)電離層的延尺進(jìn)行改正。②運(yùn)用電離層模型加以改正。③運(yùn)用同時(shí)觀察值求差,這種辦法對(duì)于短基線的效果尤為明顯。（2）對(duì)流層折射對(duì)流層的高度為40km下列的大氣底層,其大氣密度比電離層更大,大氣狀態(tài)也更復(fù)雜。對(duì)流層與地面接觸并從地面得到輻射熱能,其溫度隨高度的增加而減少。GPS信號(hào)通過對(duì)流層時(shí),也使傳輸?shù)耐緩桨l(fā)生彎曲,從而使測(cè)量距離產(chǎn)生偏差,這種現(xiàn)象稱為對(duì)流層折射。削弱對(duì)流層折射的影響重要有3種方法:①采用對(duì)流層模型加以改正,其氣象參數(shù)在測(cè)站直接測(cè)定。②引入描述對(duì)流層影響的附加待估參數(shù),在數(shù)據(jù)解決中一并求得。③運(yùn)用同時(shí)觀察量求差。（3）多途徑效應(yīng)測(cè)站周邊的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)(反射波)進(jìn)入接受機(jī)天線,將和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)(直接波)產(chǎn)生干涉,從而使觀察值偏離,產(chǎn)生所謂的“多途徑誤差”。這種由于多途徑的信號(hào)傳輸所引發(fā)的干涉時(shí)延效應(yīng)被稱作多途徑效應(yīng)。削弱多途徑誤差的辦法重要有:①選擇適宜的站址。測(cè)站不適宜選擇在山坡、山溝和盆地中,應(yīng)離開高層建筑物。②選擇較好的接受機(jī)天線,在天線中設(shè)立徑板,克制極化特性不同的反射信號(hào)編輯本段與GPS接受機(jī)有關(guān)的誤差（1）接受機(jī)鐘差GPS接受機(jī)普通采用高精度的石英鐘,接受機(jī)的鐘面時(shí)與GPS原則時(shí)之間的差別稱為接受機(jī)鐘差。把每個(gè)觀察時(shí)刻的接受機(jī)鐘差當(dāng)作一種獨(dú)立的未知數(shù),并認(rèn)為各觀察時(shí)刻的接受機(jī)鐘差間是有關(guān)的,在數(shù)據(jù)解決中與觀察站的位置參數(shù)一并求解，可削弱接受機(jī)鐘差的影響。（2）接受機(jī)的位置誤差接受機(jī)天線相位中心相對(duì)測(cè)站標(biāo)石中心位置的誤差,叫接受機(jī)位置誤差。其中涉及天線置平和對(duì)中誤差,量取天線高誤差。在精密定位時(shí),要認(rèn)真操作,來盡量減少這種誤差影響。在變形監(jiān)測(cè)中,應(yīng)采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀察墩。相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化,這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計(jì)中的一種重要問題。在實(shí)際工作中若使用同一類天線,在相距不遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)測(cè)站同時(shí)觀察同一組衛(wèi)星,可通過觀察值求差來削弱相位偏移的影響。但這時(shí)各測(cè)站的天線均應(yīng)按天線附有的方位標(biāo)進(jìn)行定向,使之根據(jù)羅盤指向磁北極。（3）接受機(jī)天線相位中心偏差在GPS測(cè)量時(shí),觀察值都是以接受機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的,而天線的相位中心與其幾何中心,在理論上應(yīng)保持一致。但是觀察時(shí)天線的相位中心隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化,這種差別叫天線相位中心的位置偏差。這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至厘米。而如何減少相位中心的偏移是天線設(shè)計(jì)中的一種重要問題。編輯本段差分GPS(DGPS)原理根據(jù)差分GPS基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式可將差分GPS定位分為三類，即：位置差分、偽距差分和相位差分。這三類差分方式的工作原理是相似的，即都是由基準(zhǔn)站發(fā)送改正數(shù)，由顧客站接受并對(duì)其測(cè)量成果進(jìn)行改正，以獲得精確的定位成果。所不同的是，發(fā)送改正數(shù)的具體內(nèi)容不同，其差分定位精度也不同。編輯本段位置差分原理這是一種最簡(jiǎn)樸的差分辦法，任何一種GPS接受機(jī)均可改裝和構(gòu)成這種差分系統(tǒng)。安裝在基準(zhǔn)站上的GPS接受機(jī)觀察4顆衛(wèi)星后便可進(jìn)行三維定位，解算出基準(zhǔn)站的坐標(biāo)。由于存在著軌道誤差、時(shí)鐘誤差、SA影響、大氣影響、多徑效應(yīng)以及其它誤差，解算出的坐標(biāo)與基準(zhǔn)站的已知坐標(biāo)是不同的，存在誤差?；鶞?zhǔn)站運(yùn)用數(shù)據(jù)鏈將此改正數(shù)發(fā)送出去，由顧客站接受，并且對(duì)其解算的顧客站坐標(biāo)進(jìn)行改正。最后得到的改正后的顧客坐標(biāo)已消去了基準(zhǔn)站和顧客站的共同誤差，例如衛(wèi)星軌道誤差、SA影響、大氣影響等，提高了定位精度。以上先決條件是基準(zhǔn)站和顧客站觀察同一組衛(wèi)星的狀況。位置差分法合用于顧客與基準(zhǔn)站間距離在100km以內(nèi)的狀況。編輯本段偽距差分原理偽距差分是現(xiàn)在用途最廣的一種技術(shù)。幾乎全部的商用差分GPS接受機(jī)均采用這種技術(shù)。國(guó)際海事無(wú)線電委員會(huì)推薦的RTCMSC-104也采用了這種技術(shù)。在基準(zhǔn)站上的接受機(jī)規(guī)定得它至可見衛(wèi)星的距離，并將此計(jì)算出的距離與含有誤差的測(cè)量值加以比較。運(yùn)用一種α-β濾波器將此差值濾波并求出其偏差。然后將全部衛(wèi)星的測(cè)距誤差傳輸給顧客，顧客運(yùn)用此測(cè)距誤差來改正測(cè)量的偽距。最后，顧客運(yùn)用改正后的偽距來解出本身的位置，就可消去公共誤差，提高定位精度。與位置差分相似，偽距差分能將兩站公共誤差抵消，但隨著顧客到基準(zhǔn)站距離的增加又出現(xiàn)了系統(tǒng)誤差，這種誤差用任何差分法都是不能消除的。顧客和基準(zhǔn)站之間的距離對(duì)精度有決定性影響。編輯本段載波相位差分原理測(cè)地型接受機(jī)運(yùn)用GPS衛(wèi)星載波相位進(jìn)行的靜態(tài)基線測(cè)量獲得了很高的精度（10-6～10-8）。但為了可靠地求解出相位含糊度，規(guī)定靜止觀察一兩個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。這樣就限制了在工程作業(yè)中的應(yīng)用。于是探求快速測(cè)量的辦法應(yīng)運(yùn)而生。例如，采用整周含糊度快速逼近技術(shù)（FARA）使基線觀察時(shí)間縮短到5分鐘，采用準(zhǔn)動(dòng)態(tài)（stopandgo），來回重復(fù)設(shè)站（re-occupation）和動(dòng)態(tài)（kinematic）來提高GPS作業(yè)效率。這些技術(shù)的應(yīng)用對(duì)推動(dòng)精密GPS測(cè)量起了增進(jìn)作用。但是，上述這些作業(yè)方式都是事后進(jìn)行數(shù)據(jù)解決，不能實(shí)時(shí)提交成果和實(shí)時(shí)評(píng)定成果質(zhì)量，很難避免出現(xiàn)事后檢查不合格造成的返工現(xiàn)象。差分GPS的出現(xiàn)，能實(shí)時(shí)給定載體的位置，精度為米級(jí)，滿足了引航、水下測(cè)量等工程的規(guī)定。位置差分、偽距差分、偽距差分相位平滑等技術(shù)已成功地用于多個(gè)作業(yè)中。隨之而來的是更加精密的測(cè)量技術(shù)—載波相位差分技術(shù)。載波相位差分技術(shù)又稱為RTK技術(shù)（realtimekinematic），是建立在實(shí)時(shí)解決兩個(gè)測(cè)站的載波相位基礎(chǔ)上的。它能實(shí)時(shí)提供觀察點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并達(dá)成厘米級(jí)的高精度。與偽距差分原理相似，由基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)將其載波觀察量及站坐標(biāo)信息一同傳送給顧客站。顧客站接受GPS衛(wèi)星的載波相位與來自基準(zhǔn)站的載波相位，并構(gòu)成相位差分觀察值進(jìn)行實(shí)時(shí)解決，能實(shí)時(shí)給出厘米級(jí)的定位成果。實(shí)現(xiàn)載波相位差分GPS的辦法分為兩類：修正法和差分法。前者與偽距差分相似，基準(zhǔn)站將載波相位修正量發(fā)送給顧客站，以改正其載波相位，然后求解坐標(biāo)。后者將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給顧客臺(tái)進(jìn)行求差解算坐標(biāo)。前者為準(zhǔn)RTK技術(shù)，后者為真正的RTK技術(shù)。RTK和在此基礎(chǔ)上發(fā)展的VRS在有效范疇內(nèi)都能達(dá)成厘米級(jí)的定位精度。要確知衛(wèi)星所處的精確位置。首先，要通過深思熟慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)衛(wèi)星運(yùn)行軌道，并且，要由監(jiān)測(cè)站通過多個(gè)手段，持續(xù)不停監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài)，適時(shí)發(fā)送控制指令，使衛(wèi)星保持在對(duì)的的運(yùn)行軌道。將對(duì)的的運(yùn)行軌跡編成星歷，注入衛(wèi)星，且經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送給GPS接受機(jī)。對(duì)的接受每個(gè)衛(wèi)星的星歷，就可確知衛(wèi)星的精確位置。這個(gè)問題解決了，接下來就要解決精確測(cè)定地球上某顧客至衛(wèi)星的距離。衛(wèi)星是遠(yuǎn)在地球上層空間，又是處在運(yùn)動(dòng)之中，我們不可能象在地上量東西那樣用尺子來量，那么又是如何來做的呢？如何測(cè)定衛(wèi)星至顧客的距離編輯本段GPS的6種誤差GPS導(dǎo)航定位涉及下列六種誤差:.星歷誤差—予報(bào)的衛(wèi)星位置的誤差;.衛(wèi)星鐘差—予報(bào)的衛(wèi)星鐘差,涉及SA;電離層誤差—由于電離層效應(yīng)引發(fā)的觀察值的誤差;對(duì)流層誤差—由于對(duì)流層效應(yīng)引發(fā)的觀察值的誤差;多徑誤差—由于反射信號(hào)進(jìn)入接受機(jī)天線引發(fā)的觀察值的誤差;接受機(jī)誤差—由于熱噪聲、軟件和各通道之間的偏差引發(fā)的觀察值誤差?，F(xiàn)在正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國(guó)的（GPS）和俄羅斯的（GLONASS）。我國(guó)的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計(jì)劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（GALILEO）。GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控制部分）和（顧客部分）三部分構(gòu)成。按用途將GPS接受機(jī)分為（導(dǎo)航型接受機(jī)）、（測(cè)地型接受機(jī)）和（授時(shí)型接受機(jī)）三種。根據(jù)測(cè)距的原理，可將GPS定位的辦法分為（偽距法定位）、載波相位測(cè)量定位和（差分GPS定位）三種。GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)是由載波、（測(cè)距碼）和（導(dǎo)航電文）三部分構(gòu)成的。廣域差分可糾正的誤差種類涉及（星歷誤差）、（大氣延時(shí)誤差）和（衛(wèi)星鐘差誤差）。單站差分GPS按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（位置差分）、（偽距差分）和相位差分。GPS測(cè)量中，削弱電離層影響的方法涉及（運(yùn)用雙頻觀察）、（運(yùn)用電離層改正模型）和運(yùn)用同時(shí)觀察求差。GPS測(cè)量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差涉及(衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤差）和（相對(duì)論效應(yīng)）。多途徑誤差的大小取決于（間接波的強(qiáng)弱）和（顧客接受天線抗御間接波的能力）。GPS全球定位系統(tǒng)含有全能性、全球性、全天候、持續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功效。能為各類顧客提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。.在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫整周跳變。按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)涉及空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和顧客接受部分。.在接受機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，可消去兩測(cè)站接受機(jī)的相對(duì)鐘差改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。.根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)普通有點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合連接四種基本方式。選擇什么方式組網(wǎng)，取決于工程所規(guī)定的精度、野外條件及GPS接受機(jī)臺(tái)數(shù)等因素。我國(guó)現(xiàn)在慣用的兩個(gè)國(guó)家大地坐標(biāo)系是（1954年北京坐標(biāo)系）和（1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系）。北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由（兩顆地球靜止同時(shí)衛(wèi)星）和（顆在軌道備份衛(wèi)星）構(gòu)成。GPS使用L波段的兩種載波波長(zhǎng)分別是（19cm）和（24cm）。（只保存整數(shù)部分）.(基準(zhǔn))和(坐標(biāo)系)兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考系統(tǒng)測(cè)距辦法分為（雙程測(cè)距)和（單程測(cè)距）。（C/A）碼現(xiàn)在只被調(diào)制在L1上。回避法所針對(duì)的誤差源（電磁波干擾）和（多途徑效應(yīng)）衛(wèi)星鐘差消除辦法（使用衛(wèi)星鐘差改正模型GPS衛(wèi)星位置采用（WGS-84）大地坐標(biāo)系。GPS衛(wèi)星星歷分為（預(yù)報(bào)星歷）和（后解決星歷）。GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用（空間距離后方交會(huì)）的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。我國(guó)自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星構(gòu)成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。3、由于地球內(nèi)部和外部的動(dòng)力學(xué)因素，地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間而變化，這種現(xiàn)象叫極移。隨時(shí)間而變化的極點(diǎn)叫瞬時(shí)極，某一時(shí)期瞬時(shí)極的平均位置叫平地級(jí)，簡(jiǎn)稱平極。4、動(dòng)態(tài)定位是用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的位置。按照接受機(jī)載體的運(yùn)行速度，又將動(dòng)態(tài)定位分成低動(dòng)態(tài)、中檔動(dòng)態(tài)、高動(dòng)態(tài)三種形式。5、單點(diǎn)定位就是獨(dú)立擬定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置，其定位成果屬于WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。6、在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，觀察量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中系統(tǒng)誤差影響特別明顯。7、運(yùn)用雙頻技術(shù)能夠消除或削弱電離層折射對(duì)觀察量的影響，基線長(zhǎng)度不受限制，因此定位精度和作業(yè)效率較高。2、在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇橫軸墨卡托投影投影方式。3、在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫。4、雙頻接受機(jī)能夠同時(shí)接受L1和L2信號(hào)，運(yùn)用雙頻技術(shù)能夠消除或削弱對(duì)觀察量的影響，因此定位精度較高，基線長(zhǎng)度不受電離層折限制，因此作業(yè)效率較高。5、PDOP代表空間位置圖形強(qiáng)度因子。6、從誤差來源分析，GPS測(cè)量誤差大致上可分為下列三類和與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與衛(wèi)星信號(hào)傳輸有關(guān)的誤差，與接受機(jī)有關(guān)的誤差）7、運(yùn)用GPS進(jìn)行定位有多個(gè)方式，如果就顧客接受機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為定位和定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分為定位定位。（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)，單點(diǎn)，相對(duì)）8、GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。10、GPS外業(yè)實(shí)施涉及GPS點(diǎn)的選埋，觀察，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)解決等工作。四、名詞解釋（每小題4分，共20分）1．整周計(jì)數(shù)：載波相位測(cè)量的實(shí)際觀察值為，由兩部分構(gòu)成。其中的值為接受機(jī)計(jì)數(shù)器自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的載波相位測(cè)量的整波段數(shù)，稱為整周計(jì)數(shù)。2．單點(diǎn)定位：運(yùn)用衛(wèi)星星歷及一臺(tái)GPS接受機(jī)的觀察值來獨(dú)立擬定該接受機(jī)在地球坐標(biāo)系中絕對(duì)坐標(biāo)的辦法。3．物理同時(shí)誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時(shí)與原則GPS時(shí)之間的差別。4．相對(duì)論效應(yīng)：GPS測(cè)量中由于衛(wèi)星鐘和接受機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動(dòng)速度不同以及所處位置引力位的不同而引發(fā)的測(cè)量誤差。5．SA：美國(guó)政府為了限制非特許顧客運(yùn)用GPS的定位精度的一種政策。涉及ε及δ技術(shù)。前者是在廣播星歷中人為加入誤差，以減少衛(wèi)星星歷的精度；后者是在衛(wèi)星鐘頻中引入快速抖動(dòng)。6．衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。7、接受通道：跟蹤、量測(cè)、解決衛(wèi)星信號(hào)的設(shè)備，由無(wú)線電元器件、數(shù)字電路等硬件和常用軟件構(gòu)成，一種接受通道在同一時(shí)間內(nèi)只能接受一種衛(wèi)星信號(hào)，據(jù)工作方式不同，可分為序貫穿道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文：由衛(wèi)星向顧客發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波：由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，故接受到的衛(wèi)星信號(hào)的相位也不持續(xù)，因此在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，必須設(shè)法將調(diào)制信號(hào)去掉，恢復(fù)載波，此項(xiàng)工作稱重建載波，普通可采用碼有關(guān)法、平辦法等辦法進(jìn)行。10、相對(duì)論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接受機(jī)鐘所處的重力位不同，運(yùn)動(dòng)速度不同而造成鐘的誤差，前者為廣義相對(duì)論效應(yīng)，后者為狹義相對(duì)論效應(yīng)，對(duì)GPS衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為4.45×10－10?6?1f，可在生產(chǎn)原子鐘時(shí)調(diào)低其頻率的辦法來解決，其變化部分需用公式加以改正。11、廣域差分GPS：在相稱大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀察值送往數(shù)據(jù)解決中心方便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模型等分離出來，并播發(fā)給顧客的差分GPS系統(tǒng)稱廣域差分GPS。12、天線平均相位中心偏差：天線對(duì)中是以其幾何中心為準(zhǔn)的，而不以平均相位中心為準(zhǔn)，兩者之差稱天線平均相位中心偏差，普通可采用歸心改正法或相對(duì)定位時(shí)天線統(tǒng)一指北的辦法等消除其影響。13、GPS相對(duì)定位是最少用兩臺(tái)GPS接受機(jī)，同時(shí)觀察相似的GPS衛(wèi)星，擬定兩臺(tái)接受機(jī)天線之間的相對(duì)位置。14、同時(shí)觀察環(huán)三臺(tái)或三臺(tái)以上接受機(jī)同時(shí)觀察獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。15、后解決星歷三臺(tái)或三臺(tái)以上接受機(jī)同時(shí)觀察獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。16、靜態(tài)定位如果在定位時(shí)，接受機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過程中，位置處在固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。相對(duì)定位擬定進(jìn)行同時(shí)觀察的接受機(jī)之間相對(duì)位置的定位辦法，稱為相對(duì)定位。17、虛擬參考站系統(tǒng)VRS：各基準(zhǔn)站不直接向移動(dòng)顧客發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到控制中心，后者根據(jù)顧客的實(shí)時(shí)請(qǐng)求，通過選擇和計(jì)算，向顧客發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)18、GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)：根據(jù)對(duì)所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度規(guī)定和其它方面的規(guī)定，設(shè)計(jì)出由獨(dú)立GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)（或稱為環(huán)形網(wǎng)）19.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文答：GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是顧客用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要涉及：衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。20．極移答：地球瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時(shí)間而變，稱為地極移動(dòng)，簡(jiǎn)稱極移21、Z計(jì)數(shù)：Z計(jì)數(shù)事實(shí)上就是一種時(shí)間計(jì)數(shù)，它以從每星期起始時(shí)刻開始播發(fā)的D碼子幀數(shù)為單位，給出了一種子幀開始瞬間的GPS時(shí)間。22.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是顧客用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它重要涉及：衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。廣播星歷：答：衛(wèi)星將地面監(jiān)測(cè)站注入的有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給顧客，顧客接收到這些信號(hào)進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷，這種星歷就是廣播星歷。23.偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)達(dá)成GPS接受機(jī)的傳輸時(shí)間乘以光速所得出的量側(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接受機(jī)鐘的誤差以及信號(hào)通過電離層和對(duì)流層的延遲，量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到接受機(jī)的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。24周跳（整周跳變）在GPS定位工作中，由于某種因素，如衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象稱為周跳。25.GPS全球定位系統(tǒng)答：GPS全球定位系統(tǒng)是一種空基全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間獲取一種通用參考系中的位置，速度和時(shí)間信息的規(guī)定。26．星歷誤差答：事實(shí)上就是衛(wèi)星位置的擬定誤差。星歷誤差是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小重要取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀察值的數(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等。27．SA技術(shù)答：其重要內(nèi)容是：（1）在廣播星歷中故意地加入誤差，使定位中的已知點(diǎn)（衛(wèi)星）的位置精度大為減少；（2）故意地在衛(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)距精度大為減少。28．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)刻是衛(wèi)星鐘擬定的，收屆時(shí)刻則是由接受機(jī)鐘擬定的，這就在測(cè)定的衛(wèi)星至接受機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺(tái)鐘不同時(shí)的誤差影響，因此稱其為偽距。三、問答題（40分）1．什么叫差分定位技術(shù)答：將一臺(tái)GPS接受機(jī)到安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀察。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)的將這一種改正數(shù)發(fā)送出去。顧客接受機(jī)在進(jìn)行GPS觀察的同時(shí)也接受到基準(zhǔn)站的該正數(shù)，并對(duì)其定位成果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。2.GPS技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？（10分）答：技術(shù)設(shè)計(jì)重要是根據(jù)上級(jí)主管部門下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書和GPS測(cè)量規(guī)范來進(jìn)行的。它的總的原則是，在滿足顧客規(guī)定的狀況下，盡量減少物資、人力和時(shí)間的消耗。在工作過程中，要考慮下面某些因素：（1）測(cè)站因素；（2）衛(wèi)星因素；（3）儀器因素；（4）后勤因素。3．什么是多途徑誤差?試述消弱多途徑誤差的辦法。（9分在GPS測(cè)量中，如果測(cè)站周邊的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)入接受機(jī)天線，這就和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)產(chǎn)生干涉，從而使觀察值偏離真值，產(chǎn)生多途徑誤差。消多途徑誤差的辦法:（1）選擇適宜的站址a、測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積安靜地水面;b、測(cè)站不適宜選擇在山坡、山溝和盆地中;c、測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物.（2）對(duì)接受機(jī)天線的規(guī)定a、在天線中設(shè)立抑徑板b、接受天線對(duì)于極化特性不同的反射信號(hào)應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng)的克制作用。載波相位測(cè)量中L1,L2的多途徑誤差最大分別為其波長(zhǎng)的1/，即4.8cm和6.1cm。45、什么是偽距單點(diǎn)定位？闡明顧客在使用GPS接受機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，為什么需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星？根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái)GPS接受機(jī)的偽距測(cè)量觀察值來直接獨(dú)立擬定顧客接受機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)的辦法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對(duì)定位。由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的偽距測(cè)量觀察值中都包含有接受機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測(cè)量觀察值很不精確。（需要將接受機(jī)鐘差作為一種未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中，再加上坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)，因此最少需要4個(gè)偽距觀察值，即需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星。6．在全球定位系統(tǒng)中為什么要用測(cè)距碼來測(cè)定偽距？答：用測(cè)距碼測(cè)距有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)易于將十分微弱的衛(wèi)星信號(hào)從噪聲的汪洋大海中提取出來；(2)可提高測(cè)距精度；(3)可用碼分多址技術(shù)來分辨、解決不同衛(wèi)星的信號(hào)；(4)便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。7．為什么說快速而精確地?cái)M定整周含糊度是載波相位測(cè)量中的核心問題？答：(1)精確的()rFφ及修復(fù)周跳后的整周計(jì)數(shù)只有與對(duì)的的N配合使用才故意義，N出錯(cuò)將嚴(yán)重?fù)p害定位精度和可靠性。(2)在普通的GPS測(cè)量中，定位所需的時(shí)間即為擬定含糊度所需的時(shí)間，快速擬定N對(duì)提高GPS定位速度，提高作業(yè)效率含有重要作用。8.請(qǐng)簡(jiǎn)述差分GPS的基本原理。何為位置差分？何為距離差分？答差分GPS的基本原理：運(yùn)用相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)GPS測(cè)站在同一時(shí)間分別進(jìn)行單點(diǎn)定位時(shí)所受到的衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差和衛(wèi)星鐘差等誤差源的空間有關(guān)性較好原理，運(yùn)用基準(zhǔn)站上的觀察成果求得上述誤差的影響并通過數(shù)據(jù)鏈將誤差改正數(shù)發(fā)送給流動(dòng)站從而提高流動(dòng)站定位精度。位置差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是基準(zhǔn)站運(yùn)用GPS測(cè)定的坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之差距離差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是對(duì)各GPS衛(wèi)星的距離觀察值的改正數(shù)9.能否采用雙頻改正辦法消除對(duì)流層延遲？為什么？答：不能。由于雙頻改正的基礎(chǔ)是運(yùn)用兩個(gè)頻率在介質(zhì)中的傳輸速度不同，通過測(cè)定兩個(gè)頻率信號(hào)達(dá)成接受機(jī)的時(shí)間差能夠反推各自在該介質(zhì)中的延遲量。其改正原理是建立在色散效應(yīng)基礎(chǔ)上的。對(duì)于GPS信號(hào)12,ff而言，由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在對(duì)流層中基本上不存在色散效應(yīng)，兩個(gè)頻率的信號(hào)在其中的折射率相似，傳輸速度相似，故不能用與電離層改正相似的方法進(jìn)行對(duì)流層雙頻改正。10.什么是靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量？為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？答：（要點(diǎn)）運(yùn)用載波相位測(cè)量的觀察值，擬定處在靜止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)跟蹤觀察相似的GPS衛(wèi)星的若干臺(tái)接受機(jī)之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）的定位辦法，稱為靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量。采用求差法的因素：(1)能夠消去數(shù)量龐大的多出參數(shù)，例如衛(wèi)星鐘差，接受機(jī)鐘差，甚至整周未知數(shù)，從而大大減少計(jì)算工作量。從數(shù)學(xué)上講又是完全允許的。(2)對(duì)于短距離基線來說，能夠消除諸多誤差的影響，例如電離層誤差、對(duì)流層誤差、衛(wèi)星星歷誤差等。11.什么是偽距單點(diǎn)定位？闡明顧客在使用GPS接受機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，為什么需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星？答：根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái)GPS接受機(jī)的偽距測(cè)量觀察值來直接獨(dú)立擬定顧客接受機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)的辦法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對(duì)定位。由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的偽距測(cè)量觀察值中都包含有接受機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測(cè)量觀察值很不精確。需要將接受機(jī)鐘差作為一種未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中，再加上坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)，因此最少需要4個(gè)偽距觀察值，即需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星。偽1．現(xiàn)在正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國(guó)的（GPS）和俄羅斯的（GLONASS）。我國(guó)的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)），歐盟計(jì)劃組建的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)稱為（GALILEO）。2．GPS衛(wèi)星系統(tǒng)由空間部分、（地面控制部分）和（顧客部分）三部分構(gòu)成。3．按用途將GPS接受機(jī)分為（導(dǎo)航型接受機(jī)）、（測(cè)地型接受機(jī)）和（授時(shí)型接受機(jī)）三種。4．根據(jù)測(cè)距的原理，可將GPS定位的辦法分為（偽距法定位）、載波相位測(cè)量定位和（差分GPS定位）三種。5．GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)是由載波、（測(cè)距碼）和（導(dǎo)航電文）三部分構(gòu)成的。6．廣域差分可糾正的誤差種類涉及（星歷誤差）、（大氣延時(shí)誤差）和（衛(wèi)星鐘差誤差）。7．單站差分GPS按基準(zhǔn)站發(fā)送的信息方式來分，可分為（位置差分）、（偽距差分）和相位差分。8．GPS測(cè)量中，削弱電離層影響的方法涉及（運(yùn)用雙頻觀察）、（運(yùn)用電離層改正模型）和運(yùn)用同時(shí)觀察求差。9．GPS測(cè)量中，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差涉及(衛(wèi)星星歷誤差）和（衛(wèi)星鐘的鐘誤差）和（相對(duì)論效應(yīng)）。10．多途徑誤差的大小取決于（間接波的強(qiáng)弱）和（顧客接受天線抗御間接波的能力）。1.GPS全球定位系統(tǒng)含有全能性、全球性、全天候、持續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功效。能為各類顧客提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。3.在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫整周跳變。4.按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，GPS定位系統(tǒng)應(yīng)涉及空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和顧客接受部分。5.在接受機(jī)和衛(wèi)星間求二次差，可消去兩測(cè)站接受機(jī)的相對(duì)鐘差改正。在實(shí)踐中應(yīng)用甚廣。6.根據(jù)不同的用途，GPS網(wǎng)的圖形布設(shè)普通有點(diǎn)連式、邊連式、網(wǎng)連式及邊點(diǎn)混合連接四種基本方式。選擇什么方式組網(wǎng)，取決于工程所規(guī)定的精度、野外條件及GPS接受機(jī)臺(tái)數(shù)等因素。16.我國(guó)現(xiàn)在慣用的兩個(gè)國(guó)家大地坐標(biāo)系是（1954年北京坐標(biāo)系）和（1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系）。18.北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的空間部分由（兩顆地球靜止同時(shí)衛(wèi)星）和（顆在軌道備份衛(wèi)星）構(gòu)成。19.GPS使用L波段的兩種載波波長(zhǎng)分別是（19cm）和（24cm）。（只保存整數(shù)部分）20.(基準(zhǔn))和(坐標(biāo)系)兩方面要素構(gòu)成了完整的坐標(biāo)參考系統(tǒng).21.測(cè)距辦法分為（雙程測(cè)距)和（單程測(cè)距）。22.（C/A）碼現(xiàn)在只被調(diào)制在L1上。23.回避法所針對(duì)的誤差源（電磁波干擾）和（多途徑效應(yīng)）。24.衛(wèi)星鐘差消除辦法（使用衛(wèi)星鐘差改正模型）25.GPS衛(wèi)星位置采用（WGS-84）大地坐標(biāo)系。26.GPS衛(wèi)星星歷分為（預(yù)報(bào)星歷）和（后解決星歷）。27.GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用（空間距離后方交會(huì)）的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。1、GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。2、我國(guó)自行建立第一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，它由兩顆工作衛(wèi)星和一顆備份星構(gòu)成了完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。3、由于地球內(nèi)部和外部的動(dòng)力學(xué)因素，地球極點(diǎn)在地球表面上的位置隨時(shí)間而變化，這種現(xiàn)象叫極移。隨時(shí)間而變化的極點(diǎn)叫瞬時(shí)極，某一時(shí)期瞬時(shí)極的平均位置叫平地級(jí)，簡(jiǎn)稱平極。4、動(dòng)態(tài)定位是用GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的位置。按照接受機(jī)載體的運(yùn)行速度，又將動(dòng)態(tài)定位分成低動(dòng)態(tài)、中檔動(dòng)態(tài)、高動(dòng)態(tài)三種形式。5、單點(diǎn)定位就是獨(dú)立擬定待定點(diǎn)在坐標(biāo)系統(tǒng)中的絕對(duì)位置，其定位成果屬于WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)。6、在進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，觀察量中存在著系統(tǒng)誤差和偶然誤差。其中系統(tǒng)誤差影響特別明顯。7、運(yùn)用雙頻技術(shù)能夠消除或削弱電離層折射對(duì)觀察量的影響，基線長(zhǎng)度不受限制，因此定位精度和作業(yè)效率較高。2、在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇橫軸墨卡托投影投影方式。3、在定位工作中，可能由于衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象叫。4、雙頻接受機(jī)能夠同時(shí)接受L1和L2信號(hào)，運(yùn)用雙頻技術(shù)能夠消除或削弱對(duì)觀察量的影響，因此定位精度較高，基線長(zhǎng)度不受電離層折限制，因此作業(yè)效率較高。5、PDOP代表空間位置圖形強(qiáng)度因子。6、從誤差來源分析，GPS測(cè)量誤差大致上可分為下列三類和與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與衛(wèi)星信號(hào)傳輸有關(guān)的誤差，與接受機(jī)有關(guān)的誤差）7、運(yùn)用GPS進(jìn)行定位有多個(gè)方式，如果就顧客接受機(jī)天線所處的狀態(tài)而言，定位方式分為定位和定位；若按參考點(diǎn)的不同位置，又可分為定位定位。（靜態(tài)，動(dòng)態(tài)，單點(diǎn)，相對(duì)）8、GPS定位的實(shí)質(zhì)就是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用的辦法，擬定待定點(diǎn)的空間位置。10、GPS外業(yè)實(shí)施涉及GPS點(diǎn)的選埋，觀察，數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)預(yù)解決等工作。四、名詞解釋（每小題4分，共20分）1．整周計(jì)數(shù)：載波相位測(cè)量的實(shí)際觀察值為，由兩部分構(gòu)成。其中的值為接受機(jī)計(jì)數(shù)器自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的載波相位測(cè)量的整波段數(shù)，稱為整周計(jì)數(shù)。2．單點(diǎn)定位：運(yùn)用衛(wèi)星星歷及一臺(tái)GPS接受機(jī)的觀察值來獨(dú)立擬定該接受機(jī)在地球坐標(biāo)系中絕對(duì)坐標(biāo)的辦法。3．物理同時(shí)誤差：衛(wèi)星鐘鐘面時(shí)與原則GPS時(shí)之間的差別。4．相對(duì)論效應(yīng)：GPS測(cè)量中由于衛(wèi)星鐘和接受機(jī)鐘在慣性空間鐘的運(yùn)動(dòng)速度不同以及所處位置引力位的不同而引發(fā)的測(cè)量誤差。5．SA：美國(guó)政府為了限制非特許顧客運(yùn)用GPS的定位精度的一種政策。涉及ε及δ技術(shù)。前者是在廣播星歷中人為加入誤差，以減少衛(wèi)星星歷的精度；后者是在衛(wèi)星鐘頻中引入快速抖動(dòng)。6．衛(wèi)星星歷誤差：由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星實(shí)際軌道之差。7、接受通道：跟蹤、量測(cè)、解決衛(wèi)星信號(hào)的設(shè)備，由無(wú)線電元器件、數(shù)字電路等硬件和常用軟件構(gòu)成，一種接受通道在同一時(shí)間內(nèi)只能接受一種衛(wèi)星信號(hào)，據(jù)工作方式不同，可分為序貫穿道、多路復(fù)用通道、多通道等。8、導(dǎo)航電文：由衛(wèi)星向顧客發(fā)送的有關(guān)衛(wèi)星的位置、工作狀態(tài)、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲參數(shù)等信息的一組二進(jìn)制代碼，也稱數(shù)據(jù)碼。9、重建載波：由于載波上已用二進(jìn)制相位調(diào)制法調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，故接受到的衛(wèi)星信號(hào)的相位也不持續(xù)，因此在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，必須設(shè)法將調(diào)制信號(hào)去掉，恢復(fù)載波，此項(xiàng)工作稱重建載波，普通可采用碼有關(guān)法、平辦法等辦法進(jìn)行。10、相對(duì)論效應(yīng)：由于衛(wèi)星鐘和接受機(jī)鐘所處的重力位不同，運(yùn)動(dòng)速度不同而造成鐘的誤差，前者為廣義相對(duì)論效應(yīng)，后者為狹義相對(duì)論效應(yīng)，對(duì)GPS衛(wèi)星而言，其綜合影響平均為4.45×10－10?6?1f，可在生產(chǎn)原子鐘時(shí)調(diào)低其頻率的辦法來解決，其變化部分需用公式加以改正。11、廣域差分GPS：在相稱大的區(qū)域中均勻布設(shè)少量GPS基準(zhǔn)站，各基準(zhǔn)站均將觀察值送往數(shù)據(jù)解決中心方便衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘將、電離層延遲模型等分離出來，并播發(fā)給顧客的差分GPS系統(tǒng)稱廣域差分GPS。12、天線平均相位中心偏差：天線對(duì)中是以其幾何中心為準(zhǔn)的，而不以平均相位中心為準(zhǔn)，兩者之差稱天線平均相位中心偏差，普通可采用歸心改正法或相對(duì)定位時(shí)天線統(tǒng)一指北的辦法等消除其影響。13、GPS相對(duì)定位是最少用兩臺(tái)GPS接受機(jī)，同時(shí)觀察相似的GPS衛(wèi)星，擬定兩臺(tái)接受機(jī)天線之間的相對(duì)位置。14、同時(shí)觀察環(huán)三臺(tái)或三臺(tái)以上接受機(jī)同時(shí)觀察獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。15、后解決星歷三臺(tái)或三臺(tái)以上接受機(jī)同時(shí)觀察獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)。16、靜態(tài)定位如果在定位時(shí)，接受機(jī)的天線在跟蹤GPS衛(wèi)星過程中，位置處在固定不動(dòng)的靜止?fàn)顟B(tài)，這種定位方式稱為靜態(tài)定位。相對(duì)定位擬定進(jìn)行同時(shí)觀察的接受機(jī)之間相對(duì)位置的定位辦法，稱為相對(duì)定位。17、虛擬參考站系統(tǒng)VRS：各基準(zhǔn)站不直接向移動(dòng)顧客發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)，而是將其發(fā)送到控制中心，后者根據(jù)顧客的實(shí)時(shí)請(qǐng)求，通過選擇和計(jì)算，向顧客發(fā)送DGPS數(shù)據(jù)18、GPS網(wǎng)的圖形設(shè)計(jì)：根據(jù)對(duì)所布設(shè)的GPS網(wǎng)的精度規(guī)定和其它方面的規(guī)定，設(shè)計(jì)出由獨(dú)立GPS邊構(gòu)成的多邊形網(wǎng)（或稱為環(huán)形網(wǎng)）19.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文答：GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是顧客用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它主要涉及：衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。20．極移答：地球瞬時(shí)自轉(zhuǎn)軸在地球上隨時(shí)間而變，稱為地極移動(dòng)，簡(jiǎn)稱極移21、Z計(jì)數(shù)：Z計(jì)數(shù)事實(shí)上就是一種時(shí)間計(jì)數(shù)，它以從每星期起始時(shí)刻開始播發(fā)的D碼子幀數(shù)為單位，給出了一種子幀開始瞬間的GPS時(shí)間。22.GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是顧客用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。它重要涉及：衛(wèi)星星歷、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延改正、工作狀態(tài)信息以及C/A碼轉(zhuǎn)換到捕獲P碼的信息。廣播星歷：答：衛(wèi)星將地面監(jiān)測(cè)站注入的有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的信息，通過發(fā)射導(dǎo)航電文傳遞給顧客，顧客接收到這些信號(hào)進(jìn)行解碼即可獲得所需要的衛(wèi)星星歷，這種星歷就是廣播星歷。23.偽距就是由衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)達(dá)成GPS接受機(jī)的傳輸時(shí)間乘以光速所得出的量側(cè)距離。由于衛(wèi)星鐘、接受機(jī)鐘的誤差以及信號(hào)通過電離層和對(duì)流層的延遲，量側(cè)距離的距離與衛(wèi)星到接受機(jī)的幾何距離有一定的差值，因此，稱量側(cè)距離的偽距。24周跳（整周跳變）在GPS定位工作中，由于某種因素，如衛(wèi)星信號(hào)被臨時(shí)阻擋，或受到外界干擾影響，引發(fā)衛(wèi)星跟蹤的臨時(shí)中斷，使計(jì)數(shù)器無(wú)法累積計(jì)數(shù)，這種現(xiàn)象稱為周跳。25.GPS全球定位系統(tǒng)答：GPS全球定位系統(tǒng)是一種空基全天候?qū)Ш较到y(tǒng)，它由美國(guó)國(guó)防部開發(fā)，用以滿足軍方在地面或近地空間獲取一種通用參考系中的位置，速度和時(shí)間信息的規(guī)定。26．星歷誤差答：事實(shí)上就是衛(wèi)星位置的擬定誤差。星歷誤差是一種起始數(shù)據(jù)誤差，其大小重要取決于衛(wèi)星跟蹤站的數(shù)量及空間分布、觀察值的數(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等。27．SA技術(shù)答：其重要內(nèi)容是：（1）在廣播星歷中故意地加入誤差，使定位中的已知點(diǎn)（衛(wèi)星）的位置精度大為減少；（2）故意地在衛(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)距精度大為減少。28．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)刻是衛(wèi)星鐘擬定的，收屆時(shí)刻則是由接受機(jī)鐘擬定的，這就在測(cè)定的衛(wèi)星至接受機(jī)的距離中，不可避免地包含著兩臺(tái)鐘不同時(shí)的誤差影響，因此稱其為偽距。三、問答題（40分）1．什么叫差分定位技術(shù)答：將一臺(tái)GPS接受機(jī)到安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀察。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo)，計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離的改正數(shù)，并有基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)的將這一種改正數(shù)發(fā)送出去。顧客接受機(jī)在進(jìn)行GPS觀察的同時(shí)也接受到基準(zhǔn)站的該正數(shù)，并對(duì)其定位成果進(jìn)行改正，從而提高定位精度。2.GPS技術(shù)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？（10分）答：技術(shù)設(shè)計(jì)重要是根據(jù)上級(jí)主管部門下達(dá)的測(cè)量任務(wù)書和GPS測(cè)量規(guī)范來進(jìn)行的。它的總的原則是，在滿足顧客規(guī)定的狀況下，盡量減少物資、人力和時(shí)間的消耗。在工作過程中，要考慮下面某些因素：（1）測(cè)站因素；（2）衛(wèi)星因素；（3）儀器因素；（4）后勤因素。3．什么是多途徑誤差?試述消弱多途徑誤差的辦法。（9分在GPS測(cè)量中，如果測(cè)站周邊的反射物所反射的衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)入接受機(jī)天線，這就和直接來自衛(wèi)星的信號(hào)產(chǎn)生干涉，從而使觀察值偏離真值，產(chǎn)生多途徑誤差。消多途徑誤差的辦法:（1）選擇適宜的站址a、測(cè)站應(yīng)遠(yuǎn)離大面積安靜地水面;b、測(cè)站不適宜選擇在山坡、山溝和盆地中;c、測(cè)站應(yīng)離開高層建筑物.（2）對(duì)接受機(jī)天線的規(guī)定a、在天線中設(shè)立抑徑板b、接受天線對(duì)于極化特性不同的反射信號(hào)應(yīng)當(dāng)有較強(qiáng)的克制作用。載波相位測(cè)量中L1,L2的多途徑誤差最大分別為其波長(zhǎng)的1/，即4.8cm和6.1cm。45、什么是偽距單點(diǎn)定位？闡明顧客在使用GPS接受機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，為什么需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星？根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái)GPS接受機(jī)的偽距測(cè)量觀察值來直接獨(dú)立擬定顧客接受機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)的辦法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對(duì)定位。由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的偽距測(cè)量觀察值中都包含有接受機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測(cè)量觀察值很不精確。（需要將接受機(jī)鐘差作為一種未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中，再加上坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)，因此最少需要4個(gè)偽距觀察值，即需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星。6．在全球定位系統(tǒng)中為什么要用測(cè)距碼來測(cè)定偽距？答：用測(cè)距碼測(cè)距有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)易于將十分微弱的衛(wèi)星信號(hào)從噪聲的汪洋大海中提取出來；(2)可提高測(cè)距精度；(3)可用碼分多址技術(shù)來分辨、解決不同衛(wèi)星的信號(hào)；(4)便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。7．為什么說快速而精確地?cái)M定整周含糊度是載波相位測(cè)量中的核心問題？答：(1)精確的()rFφ及修復(fù)周跳后的整周計(jì)數(shù)只有與對(duì)的的N配合使用才故意義，N出錯(cuò)將嚴(yán)重?fù)p害定位精度和可靠性。(2)在普通的GPS測(cè)量中，定位所需的時(shí)間即為擬定含糊度所需的時(shí)間，快速擬定N對(duì)提高GPS定位速度，提高作業(yè)效率含有重要作用。8.請(qǐng)簡(jiǎn)述差分GPS的基本原理。何為位置差分？何為距離差分？答差分GPS的基本原理：運(yùn)用相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)GPS測(cè)站在同一時(shí)間分別進(jìn)行單點(diǎn)定位時(shí)所受到的衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差和衛(wèi)星鐘差等誤差源的空間有關(guān)性較好原理，運(yùn)用基準(zhǔn)站上的觀察成果求得上述誤差的影響并通過數(shù)據(jù)鏈將誤差改正數(shù)發(fā)送給流動(dòng)站從而提高流動(dòng)站定位精度。位置差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是基準(zhǔn)站運(yùn)用GPS測(cè)定的坐標(biāo)與已知坐標(biāo)之差距離差分：基準(zhǔn)站播發(fā)的差分改正數(shù)是對(duì)各GPS衛(wèi)星的距離觀察值的改正數(shù)9.能否采用雙頻改正辦法消除對(duì)流層延遲？為什么？答：不能。由于雙頻改正的基礎(chǔ)是運(yùn)用兩個(gè)頻率在介質(zhì)中的傳輸速度不同，通過測(cè)定兩個(gè)頻率信號(hào)達(dá)成接受機(jī)的時(shí)間差能夠反推各自在該介質(zhì)中的延遲量。其改正原理是建立在色散效應(yīng)基礎(chǔ)上的。對(duì)于GPS信號(hào)12,ff而言，由于其波長(zhǎng)較長(zhǎng)，在對(duì)流層中基本上不存在色散效應(yīng)，兩個(gè)頻率的信號(hào)在其中的折射率相似，傳輸速度相似，故不能用與電離層改正相似的方法進(jìn)行對(duì)流層雙頻改正。10.什么是靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量？為什么在靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量中廣泛采用求差法？答：（要點(diǎn)）運(yùn)用載波相位測(cè)量的觀察值，擬定處在靜止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)跟蹤觀察相似的GPS衛(wèi)星的若干臺(tái)接受機(jī)之間的相對(duì)位置（坐標(biāo)差）的定位辦法，稱為靜態(tài)相對(duì)定位載波測(cè)量。采用求差法的因素：(1)能夠消去數(shù)量龐大的多出參數(shù)，例如衛(wèi)星鐘差，接受機(jī)鐘差，甚至整周未知數(shù)，從而大大減少計(jì)算工作量。從數(shù)學(xué)上講又是完全允許的。(2)對(duì)于短距離基線來說，能夠消除諸多誤差的影響，例如電離層誤差、對(duì)流層誤差、衛(wèi)星星歷誤差等。11.什么是偽距單點(diǎn)定位？闡明顧客在使用GPS接受機(jī)進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，為什么需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星？答：根據(jù)GPS衛(wèi)星星歷和一臺(tái)GPS接受機(jī)的偽距測(cè)量觀察值來直接獨(dú)立擬定顧客接受機(jī)天線在WGS-84坐標(biāo)系中的絕對(duì)坐標(biāo)的辦法叫單點(diǎn)定位，也叫絕對(duì)定位。由于進(jìn)行偽距單點(diǎn)定位時(shí)，每顆衛(wèi)星的偽距測(cè)量觀察值中都包含有接受機(jī)鐘差這一誤差，造成距離測(cè)量觀察值很不精確。需要將接受機(jī)鐘差作為一種未知數(shù)加入到偽距單點(diǎn)定位的計(jì)算中，再加上坐標(biāo)三個(gè)未知數(shù)，因此最少需要4個(gè)偽距觀察值，即需要同時(shí)觀察最少4顆GPS衛(wèi)星。1．GPS定位原理測(cè)量學(xué)中的交會(huì)法測(cè)量里有一種測(cè)距交會(huì)擬定點(diǎn)位的辦法。與其相似，GPS的定位原理就是運(yùn)用空間分布的衛(wèi)星以及衛(wèi)星與地面點(diǎn)的距離交會(huì)得出地面點(diǎn)位置。簡(jiǎn)言之，GPS定位原理是一種空間的距離交會(huì)原理。構(gòu)想在地面待定位置上安置GPS接受機(jī)，同一時(shí)刻接受4顆以上GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)。通過一定的辦法測(cè)定這4顆以上衛(wèi)星在此瞬間的位置以及它們分別至該接受機(jī)的距離，據(jù)此運(yùn)用距離交會(huì)法解算出測(cè)站P的位置及接受機(jī)鐘差δt。GPS接受機(jī)GPS接受機(jī)PXYZS1S2S3S41234圖3-1GPS定位原理如圖3-1，設(shè)時(shí)刻在測(cè)站點(diǎn)P用GPS接受機(jī)同時(shí)測(cè)得P點(diǎn)至四顆GPS衛(wèi)星S1、S2、S3、S4的距離、、、4，通過GPS電文解譯出四顆GPS衛(wèi)星的三維坐標(biāo)，用距離交會(huì)的辦法求解P點(diǎn)的三維坐標(biāo)的觀察方程為：（3-1）式中的c為光速，δt為接受機(jī)鐘差。由此可見，GPS定位中，要解決的問題就是兩個(gè)：一是觀察瞬間GPS衛(wèi)星的位置。上一章中，我們懂得GPS衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航電文中含有GPS衛(wèi)星星歷，能夠?qū)崟r(shí)的擬定衛(wèi)星的位置信息。二是觀察瞬間測(cè)站點(diǎn)至GPS衛(wèi)星之間的距離。站星之間的距離是通過測(cè)定GPS衛(wèi)星信號(hào)在衛(wèi)星和測(cè)站點(diǎn)之間的傳輸時(shí)間來擬定的。本章在講述定位原理的同時(shí)，將解決距離測(cè)定的問題。2．GPS定位辦法分類運(yùn)用GPS進(jìn)行定位的辦法有諸多個(gè)。若按照參考點(diǎn)的位置不同，則定位辦法可分為（1）絕對(duì)定位。即在合同地球坐標(biāo)系中，運(yùn)用一臺(tái)接受機(jī)來測(cè)定該點(diǎn)相對(duì)于合同地球質(zhì)心的位置，也叫單點(diǎn)定位。這里可認(rèn)為參考點(diǎn)與合同地球質(zhì)心相重疊。GPS定位所采用的合同地球坐標(biāo)系為WGS-84坐標(biāo)系。因此絕對(duì)定位的坐標(biāo)最初成果為WGS-84坐標(biāo)。（2）相對(duì)定位。即在合同地球坐標(biāo)系中，運(yùn)用兩臺(tái)以上的接受機(jī)測(cè)定觀察點(diǎn)至某一地面參考點(diǎn)（已知點(diǎn)）之間的相對(duì)位置。也就是測(cè)定地面參考點(diǎn)到未知點(diǎn)的坐標(biāo)增量。由于星歷誤差和大氣折射誤差有有關(guān)性，因此通過觀察量求差可消除這些誤差，因此相對(duì)定位的精度遠(yuǎn)高于絕對(duì)定位的精度。按顧客接受機(jī)在作業(yè)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，則定位辦法可分為（1）靜態(tài)定位。即在定位過程中，將接受機(jī)安置在測(cè)站點(diǎn)上并固定不動(dòng)。嚴(yán)格說來，這種靜止?fàn)顟B(tài)只是相對(duì)的，普通指接受機(jī)相對(duì)與其周邊點(diǎn)位沒有發(fā)生變化。（2）動(dòng)態(tài)定位。即在定位過程中，接受機(jī)處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。GPS絕對(duì)定位和相對(duì)定位中，又都包含靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方式。即動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位、靜態(tài)絕對(duì)定位、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和靜態(tài)相對(duì)定位。若根據(jù)測(cè)距的原理不同，又可分為測(cè)碼偽距法定位、測(cè)相偽距法定位、差分定位等。本章將敘述測(cè)碼偽距和測(cè)相偽距進(jìn)行絕對(duì)定位和相對(duì)定位的原理和辦法。最后將講述現(xiàn)在比較流行的差分GPS定位技術(shù)。GPS接受機(jī)的分類1.按接受機(jī)的用途分類按用途接受機(jī)可分為：(1)導(dǎo)航型接受機(jī)這類型接受機(jī)重要用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，它能夠?qū)崟r(shí)給出載體的位置和速度。這類接受機(jī)普通采用C/A碼偽距測(cè)量，單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位精度較低普通為±25m,有SA影響時(shí)為±100m。這類接受機(jī)價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，這類接受機(jī)能夠進(jìn)一步分為：車載型——用于車輛導(dǎo)航定位；航海型——用于船舶導(dǎo)航定位；航空型——用于飛機(jī)導(dǎo)航定位。由于飛機(jī)運(yùn)行速度快，因此，在航空用的接受機(jī)規(guī)定能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)。星載型——用于衛(wèi)星的導(dǎo)航定位。由于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)7公里/s以上，因此對(duì)接受機(jī)的規(guī)定更高。(2)測(cè)地型接受機(jī)測(cè)地型接受機(jī)重要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類儀器重要采用載波相位觀察值進(jìn)行相對(duì)定位，定位精度高。儀器構(gòu)造復(fù)雜，價(jià)格較貴。(3)授時(shí)型接受機(jī)這類接受機(jī)重要運(yùn)用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間原則進(jìn)行授時(shí)，慣用于天文臺(tái)及無(wú)線電通訊中時(shí)間同時(shí)。2.按接受機(jī)的載波頻率分類(1)單頻接受機(jī)單頻接受機(jī)只能接受L1載波信號(hào)，測(cè)定載波相位觀察值進(jìn)行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響，單頻接受機(jī)只合用于短基線（<15km）的精密定位。(2)雙頻接受機(jī)雙頻接受機(jī)能夠同時(shí)接受Ｌ１，Ｌ２載波信號(hào)。運(yùn)用雙頻對(duì)電離層延遲的不同，能夠消除電離層對(duì)電磁波信號(hào)延遲的影響，因此雙頻接受機(jī)可用于長(zhǎng)達(dá)幾千公里的精密定位。3.按接受機(jī)通道數(shù)分類GPS接受機(jī)能同時(shí)接受多顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，為了分離接受到的不同衛(wèi)星的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤、解決和量測(cè)，含有這樣功效的器件稱為天線信號(hào)通道。根據(jù)接受機(jī)所含有的通道種類可分為：(1)多通道接受機(jī)(2)序貫穿道接受機(jī)(3)多路多用通道接受機(jī)4.按接受機(jī)工作原理分類(1)碼有關(guān)型接受機(jī)碼有關(guān)型接受機(jī)是運(yùn)用碼有關(guān)技術(shù)得到偽距觀察值。(2)平方型接受機(jī)平方型接受機(jī)是運(yùn)用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào)制信號(hào)，來恢復(fù)完整的載波信號(hào)，通過相位計(jì)測(cè)定接受機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的載波信號(hào)與接受到的載波信號(hào)之間的相位差，測(cè)定偽距觀察值。(3)混合型接受機(jī)這種儀器是綜合上述兩種接受機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，既能夠得到碼相位偽距，也能夠得到載波相位觀察值。(4)干涉型接受機(jī)這種接受機(jī)是將GPS衛(wèi)星作為射電源，采用干涉測(cè)量辦法，測(cè)定兩個(gè)測(cè)站間距離。一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制1.GPS信號(hào)的構(gòu)成基準(zhǔn)頻率10.23MHZC/A碼1.023MHZP碼10.23MHZL21227.60MHZL11575.42MHZP碼10.23MHZ數(shù)據(jù)碼D碼50BPS數(shù)據(jù)碼D碼50BPS154120÷204600÷10GPS衛(wèi)星信號(hào)示意圖GlobalPositioningSystem224.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.兩個(gè)載波頻率①L1載波：頻率1575.42MHz，波長(zhǎng)19.03cm②L2載波：頻率1227.60MHz，波長(zhǎng)24.42cm③目的：使用兩個(gè)載波頻率發(fā)射是為了對(duì)電離層延遲進(jìn)行雙頻改正GlobalPositioningSystem234.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.調(diào)制①調(diào)幅：載波振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化②調(diào)頻：載波頻率隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化③調(diào)相：載波相位隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼是運(yùn)用調(diào)相技術(shù)調(diào)制到載波上的（與+1相乘，相位不變；與-1相乘，相位變化180度）GlobalPositioningSystem244.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.調(diào)制GPS衛(wèi)星天線發(fā)射的信號(hào)，是將導(dǎo)航電文通過兩級(jí)調(diào)制后的信號(hào)。一級(jí)調(diào)制是將低頻D碼分別調(diào)制高頻C/A碼和P碼，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航電文的偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻；二級(jí)調(diào)制是將一級(jí)調(diào)制的組合碼再分別調(diào)制在兩個(gè)載波頻率上。GlobalPositioningSystem254.4GPS二．衛(wèi)星信號(hào)的解調(diào)重建載波由于在GPS信號(hào)中已用二進(jìn)制相位調(diào)制的辦法在載波上調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，因此接受到的衛(wèi)星信號(hào)的相位已不再持續(xù)。因此在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，首先要進(jìn)行解調(diào)工作，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測(cè)距碼和導(dǎo)航電文去掉，重新恢復(fù)載波。這一工作稱為重建載波。GlobalPositioningSystem264.5GPS一．導(dǎo)航電文及其格式1.定義①所謂導(dǎo)航電文，是指包含導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼。②導(dǎo)航信息指的是：衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、衛(wèi)星歷書、時(shí)間系統(tǒng)、星鐘改正參數(shù)、軌道攝動(dòng)改正參數(shù)、大氣折射改正參數(shù)、遙測(cè)碼以及由C/A碼擬定P碼的交換碼等。③它是顧客運(yùn)用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)GlobalPositioningSystem274.5GPS一．導(dǎo)航電文及其格式2.格式①導(dǎo)航電文是二進(jìn)制編碼文獻(xiàn)，按規(guī)定格式構(gòu)成數(shù)據(jù)偵，按偵向外播發(fā)。每偵電文1500bit，播送速度為每秒50bit，因此，一偵電文的傳輸時(shí)間是30秒。②每偵電文含有5個(gè)子偵，每個(gè)子偵含有5個(gè)字，每個(gè)字為30bit；因此每一子偵共含300bit，按上述比特率50bit/s速度播發(fā)，每幅子偵需播發(fā)6s。GlobalPositioningSystem284.5GPS二．導(dǎo)航電文內(nèi)容1.遙測(cè)字①各子偵的第一種字，作為捕獲導(dǎo)航電文的前導(dǎo)②作用：協(xié)助顧客快速解譯導(dǎo)航電文，鑒定衛(wèi)星可用與否GlobalPositioningSystem294.5GPS二．導(dǎo)航電文內(nèi)容2.交接字①各子偵的第二個(gè)字。向顧客提供用于捕獲P碼的Z計(jì)數(shù)②作用：快速捕獲到P碼GlobalPositioningSystem304.5GPS二．導(dǎo)航電文內(nèi)容3.第一數(shù)據(jù)塊①WN——衛(wèi)星時(shí)間計(jì)數(shù)器②調(diào)制碼標(biāo)記③URA——衛(wèi)星測(cè)距精度④表達(dá)導(dǎo)航數(shù)據(jù)與否正常⑤TGD——電離層延遲改正參數(shù)⑥AODC——時(shí)鐘數(shù)據(jù)齡期⑦toc——衛(wèi)星時(shí)鐘參數(shù)對(duì)應(yīng)的參考時(shí)刻⑧衛(wèi)星鐘改正參數(shù)GlobalPositioningSystem314.5GPS二．導(dǎo)航電文內(nèi)容4.第二數(shù)據(jù)塊（核心部分，衛(wèi)星星歷）①開普勒六參數(shù)②軌道攝動(dòng)九參數(shù)③時(shí)間兩參數(shù)數(shù)據(jù)塊包含了計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)行位置的信息，GPS接受機(jī)根據(jù)這些參數(shù)能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的導(dǎo)航定位計(jì)算GlobalPositioningSystem324.5GPS二．導(dǎo)航電文內(nèi)容5.第三數(shù)據(jù)塊（歷書數(shù)據(jù)）①1-24顆衛(wèi)星的歷書（概略星歷）②衛(wèi)星健康狀況和GPS星期編號(hào)③識(shí)別符④25-32顆衛(wèi)星的歷書⑤反電子欺騙的特性符⑥電離層延時(shí)改正模型GlobalPositioningSystem334.6GPS一．GPS接受機(jī)的分類1.定義GPS接受機(jī)是能夠接受、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的衛(wèi)星信號(hào)接受設(shè)備。GlobalPositioningSystem344.6GPS一．GPS接受機(jī)的分類2.接受機(jī)的分類①按用途分類：測(cè)地型、導(dǎo)航型、授時(shí)型②按所用載波頻率多少分類：?jiǎn)晤l、雙頻③按接受機(jī)通道數(shù)分類：多通道接受機(jī)、序貫穿道接受機(jī)、多路多用通道接受機(jī)④按工作原理分類：碼有關(guān)型接受機(jī)、平方型接受機(jī)、混合型接受機(jī)GlobalPositioningSystem354.6GPS一．GPS接受機(jī)的分類3.接受機(jī)通道①定義：跟蹤、解決、量測(cè)衛(wèi)星信號(hào)的部件；（一種時(shí)刻一顆衛(wèi)星一種頻率）②構(gòu)成：是軟硬件的結(jié)合體；③作用：重要用來跟蹤、解決和量測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，獲取工作所需的數(shù)據(jù)和信息。④分類：–按跟蹤方式：序貫穿道、多路復(fù)用通道、多通道–按工作原理：碼有關(guān)型通道、平方型通道、碼相位型通道GlobalPositioningSystem364.6GPS二．GPS接受機(jī)的構(gòu)成及工作原理1.構(gòu)成①天線單元–帶前置放大器（衛(wèi)星信號(hào)十分微弱，需放大）–接受天線（有單極、微帶、錐形，慣用微帶）②接受單元–信號(hào)通道（跟蹤、解決、量測(cè)衛(wèi)星信號(hào)）–存儲(chǔ)器（統(tǒng)計(jì)觀察資料）–微解決器（計(jì)算、管理、控制、自檢核）–輸入輸出設(shè)備（輸入命令、設(shè)立參數(shù)；顯示工作狀態(tài)）–電源（為接受機(jī)供電）GlobalPositioningSystem374.6GPS二．GPS接受機(jī)的構(gòu)成及工作原理2.GPS接受機(jī)天線①天線與前置放大器應(yīng)密封為一體，以保障其正常工作，減少信號(hào)損失②能接受到天空任何方向的衛(wèi)星信號(hào)③應(yīng)有防護(hù)與屏蔽多途徑效應(yīng)的方法④保持天線相位中心高度穩(wěn)定，并與其幾何中心盡量一致GlobalPositioningSystem384.6GPS二．GPS接受機(jī)的構(gòu)成及工作原理3.GPS接受機(jī)信號(hào)通道①平方型通道–優(yōu)點(diǎn)：不必掌握測(cè)距碼的構(gòu)造便能獲得載波信號(hào)–缺點(diǎn)：完全消除了信號(hào)的測(cè)距碼和數(shù)據(jù)碼，無(wú)法解譯出導(dǎo)航電文GlobalPositioningSystem394.6GPS二．GPS接受機(jī)的構(gòu)成及工作原理3.GPS接受機(jī)信號(hào)通道②碼相位型通道–優(yōu)點(diǎn)：不必懂得偽噪聲碼的構(gòu)造即可進(jìn)行C/A碼和P碼的測(cè)量，對(duì)非特許顧客有很大的好處–缺點(diǎn)：需另外提供GPS星歷，用以測(cè)后數(shù)據(jù)解決GlobalPositioningSystem404.6GPS二．GPS接受機(jī)的構(gòu)成及工作原理3.GPS接受機(jī)信號(hào)通道③有關(guān)型通道–優(yōu)點(diǎn)：能夠從偽噪聲碼中提取導(dǎo)航電文，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位，并且含有良好的信噪比–缺點(diǎn)：規(guī)定顧客掌握偽噪聲碼的構(gòu)造，方便接收機(jī)產(chǎn)生復(fù)制碼信號(hào)GlobalPositioningSystem414.6GPS三．幾個(gè)常見的GPS接受機(jī)1.Ashtech系列GPS接受機(jī)（阿斯泰克）①國(guó)家：美國(guó)②公司：麥哲倫公司GlobalPositioningSystem424.6GPS三．幾個(gè)常見的GPS接受機(jī)2.Trimble系列GPS接受機(jī)（天寶）①國(guó)家：美國(guó)②公司：天寶導(dǎo)航公司GlobalPositioningSystem434.6GPS三．幾個(gè)常見的GPS接受機(jī)3.THALES系列GPS接受機(jī)（泰雷茲）①國(guó)家：法國(guó)②公司：THALES導(dǎo)航定位公司GlobalPositioningSystem444.6GPS三．幾個(gè)常見的GPS接受機(jī)4.LeicaWildGPS接受機(jī)（徠卡）①國(guó)家：瑞士②公司：Leica公司GlobalPositioningSystem454.6GPS三．幾個(gè)常見的GPS接受機(jī)5.SOKKIAGPS接受機(jī)（索佳）①國(guó)家：日本②公司：日本株式會(huì)社索佳GlobalPositioningSystem46一．GPS衛(wèi)星播發(fā)的信號(hào)涉及：測(cè)距碼、數(shù)據(jù)碼和載波信號(hào)二．偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻與有關(guān)接受三．C/A碼是民用碼，也叫粗碼；P碼是軍用碼，也叫做精碼一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制1.GPS信號(hào)的構(gòu)成基準(zhǔn)頻率10.23MHZC/A碼1.023MHZP碼10.23MHZL21227.60MHZL11575.42MHZP碼10.23MHZ數(shù)據(jù)碼D碼50BPS數(shù)據(jù)碼D碼50BPS154120÷204600÷10GPS衛(wèi)星信號(hào)示意圖GlobalPositioningSystem224.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.兩個(gè)載波頻率①L1載波：頻率1575.42MHz，波長(zhǎng)19.03cm②L2載波：頻率1227.60MHz，波長(zhǎng)24.42cm③目的：使用兩個(gè)載波頻率發(fā)射是為了對(duì)電離層延遲進(jìn)行雙頻改正GlobalPositioningSystem234.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.調(diào)制①調(diào)幅：載波振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化②調(diào)頻：載波頻率隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化③調(diào)相：載波相位隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化GPS衛(wèi)星的偽隨機(jī)碼是運(yùn)用調(diào)相技術(shù)調(diào)制到載波上的（與+1相乘，相位不變；與-1相乘，相位變化180度）GlobalPositioningSystem244.4GPS一．衛(wèi)星載波信號(hào)與調(diào)制2.調(diào)制GPS衛(wèi)星天線發(fā)射的信號(hào)，是將導(dǎo)航電文通過兩級(jí)調(diào)制后的信號(hào)。一級(jí)調(diào)制是將低頻D碼分別調(diào)制高頻C/A碼和P碼，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航電文的偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻；二級(jí)調(diào)制是將一級(jí)調(diào)制的組合碼再分別調(diào)制在兩個(gè)載波頻率上。GlobalPositioningSystem254.4GPS二．衛(wèi)星信號(hào)的解調(diào)重建載波由于在GPS信號(hào)中已用二進(jìn)制相位調(diào)制的辦法在載波上調(diào)制了測(cè)距碼和導(dǎo)航電文，因此接受到的衛(wèi)星信號(hào)的相位已不再持續(xù)。因此在進(jìn)行載波相位測(cè)量前，首先要進(jìn)行解調(diào)工作，設(shè)法將調(diào)制在載波上的測(cè)距碼和導(dǎo)航電文去掉，重新恢復(fù)載波。這一工作稱為重建載波。GlobalPositioningSystem264.5GPS一．導(dǎo)航電文及其格式1.定義①所謂導(dǎo)航電文，是指包含導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼。②導(dǎo)航信息指的是：衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、衛(wèi)星歷書、時(shí)間系統(tǒng)、星鐘改正參數(shù)、軌道攝動(dòng)改正參數(shù)、大氣折射改正參數(shù)、遙測(cè)碼以及由C/A碼擬定P碼的交換碼等。③它是顧客運(yùn)用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)GlobalPositioningSystem274.5GPS一．導(dǎo)航電文及其格式2.格式①導(dǎo)航電文是二進(jìn)制編碼文獻(xiàn)，按規(guī)定