2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在船舶導(dǎo)航中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項不是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的主要功能？A.船舶實時定位B.船舶航線規(guī)劃C.提供船舶通信服務(wù)D.測量船舶速度2.全球定位系統(tǒng)（GPS）最初是由哪個國家研發(fā)的？A.中國B.美國C.歐洲聯(lián)盟D.俄羅斯3.俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）的中文全稱是？A.全球定位系統(tǒng)B.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)C.俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)D.歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)4.歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Galileo）的主要特點之一是提供什么樣的服務(wù)？A.僅提供軍事服務(wù)B.僅提供免費開放服務(wù)C.提供商業(yè)和授權(quán)服務(wù)D.沒有公開服務(wù)5.中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou）屬于哪種類型的GNSS系統(tǒng)？A.美國系統(tǒng)B.歐洲系統(tǒng)C.俄羅斯系統(tǒng)D.中國獨立系統(tǒng)6.船舶接收機在接收GNSS信號時，主要受到哪種誤差的影響？A.衛(wèi)星軌道誤差B.電離層延遲C.衛(wèi)星發(fā)射功率不足D.船長操作失誤7.多路徑效應(yīng)是指什么？A.GNSS信號在傳播過程中受到干擾B.GNSS信號被遮擋導(dǎo)致無法接收C.GNSS信號經(jīng)過大氣層發(fā)生折射D.GNSS信號受到多路徑反射的影響8.差分GPS（DGPS）的主要目的是什么？A.增加GNSS衛(wèi)星數(shù)量B.提高GNSS定位精度C.增強GNSS信號強度D.延長GNSS電池壽命9.船舶導(dǎo)航中，通常使用哪個系統(tǒng)來輔助GNSS進行定位？A.電子海圖（ECDIS）B.自動識別系統(tǒng)（AIS）C.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）D.雷達系統(tǒng)10.GNSS拒止環(huán)境下，船舶可以使用的導(dǎo)航備份系統(tǒng)是什么？A.衛(wèi)星通信系統(tǒng)B.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)C.GPS增強系統(tǒng)D.船載VHF導(dǎo)航系統(tǒng)二、填空題（每空1分，共15分）1.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通過測量衛(wèi)星______和______來計算接收機位置。2.GNSS定位解算的基本方程是______。3.影響GNSS定位精度的主要誤差來源包括______、______和______。4.廣域增強系統(tǒng)（WAAS）主要用于提高______的定位精度。5.船用GNSS接收機通常需要滿足______標準。6.船舶導(dǎo)航中，GNSS的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括______、______和______。7.慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）是一種基于______和______的自主導(dǎo)航系統(tǒng)。8.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的時間基準通常與______相關(guān)聯(lián)。9.船舶搜救中，Cospas-Sarsat系統(tǒng)利用______衛(wèi)星進行搜救定位。10.新一代GNSS系統(tǒng)提供的______服務(wù)可以為船舶導(dǎo)航提供更高的精度和可靠性。三、判斷題（每題1分，共10分）1.GNSS系統(tǒng)只能提供二維定位信息。（）2.任何類型的GNSS接收機都能在所有環(huán)境下實現(xiàn)厘米級定位精度。（）3.多路徑效應(yīng)是指GNSS信號在傳播過程中被遮擋。（）4.DGPS系統(tǒng)需要一個地面基準站來提供差分修正信息。（）5.AIS系統(tǒng)是一種基于GNSS的船舶導(dǎo)航系統(tǒng)。（）6.在船舶導(dǎo)航中，GNSS和INS可以相互補充，提高導(dǎo)航的可靠性。（）7.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以為船舶提供精確的授時服務(wù)。（）8.GNSS拒止環(huán)境是指GNSS信號完全無法接收的環(huán)境。（）9.船用GNSS接收機不需要考慮防水防塵性能。（）10.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只能在中國境內(nèi)提供服務(wù)。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)定位的基本原理。2.簡述多路徑效應(yīng)對船舶導(dǎo)航的影響，并提出一種減輕多路徑效應(yīng)的方法。3.簡述DGPS的工作原理及其在船舶導(dǎo)航中的應(yīng)用優(yōu)勢。4.簡述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）的基本工作原理及其在船舶導(dǎo)航中的作用。五、論述題（10分）論述在復(fù)雜航行場景下（如惡劣天氣、強電磁干擾環(huán)境），船舶如何綜合運用多種導(dǎo)航技術(shù)（包括GNSS、INS、ECDIS、AIS等）來確保航行安全。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.D6.B7.D8.B9.C10.B二、填空題1.信號傳播時間，衛(wèi)星位置2.距離平方和等于常數(shù)3.衛(wèi)星鐘差，接收機鐘差，大氣層延遲4.北美5.IEC610786.定位，導(dǎo)航，授時7.慣性測量單元，速度積分8.國際原子時9.搜救10.公共管制三、判斷題1.×2.×3.×4.√5.×6.√7.√8.×9.×10.×四、簡答題1.解析思路：首先說明衛(wèi)星導(dǎo)航定位基于三邊測量原理（或距離平方和等于常數(shù)）。然后闡述接收機通過測量至少四顆導(dǎo)航衛(wèi)星的偽距（信號傳播時間乘以光速），獲取衛(wèi)星在測距坐標系中的位置。接收機自身位置未知，通過解算方程組，確定自身位置（三維坐標）和接收機鐘差。最后說明這個過程依賴于精確的衛(wèi)星星歷和鐘差信息。2.解析思路：先解釋多路徑效應(yīng)是GNSS信號經(jīng)地面物體（如海面、建筑物）反射后到達接收機，造成信號失真和干擾。然后分析其對定位的影響：導(dǎo)致定位精度下降、定位點閃爍、甚至失鎖。最后提出減輕方法，如使用抗多路徑接收機、合理安裝天線（遠離反射面）、選擇合適的頻率等。3.解析思路：先說明DGPS基本原理：地面基準站測量其精確位置和GNSS觀測值，計算差分改正數(shù)，通過無線通信發(fā)送給附近的船舶接收機，接收機利用改正數(shù)修正自身觀測值，從而提高定位精度。然后說明其應(yīng)用優(yōu)勢：相比單點定位，顯著提高精度（米級甚至更高），降低成本（無需安裝昂貴的船載設(shè)備），適用于區(qū)域?qū)Ш健?.解析思路：先解釋INS工作原理：利用慣性測量單元（IMU）測量載體的角速度和加速度，通過積分得到速度和位置變化，從而推算載體位置和姿態(tài)。強調(diào)其自主性（無需外部信號）。然后說明其在船舶導(dǎo)航中的作用：提供連續(xù)的導(dǎo)航信息（尤其是在GNSS信號丟失時），作為GNSS的備份和輔助，用于姿態(tài)參考，參與組合導(dǎo)航系統(tǒng)提高精度和可靠性。五、論述題解析思路：首先強調(diào)復(fù)雜航行場景下單一導(dǎo)航系統(tǒng)存在局限性，需要多系統(tǒng)融合。然后分點論述：*GNSS為主，INS為輔：利用GNSS提供高精度的位置和速度信息，作為主要導(dǎo)航源；同時利用INS提供連續(xù)的導(dǎo)航信息，彌補GNSS信號中斷時的問題，并輔助GNSS進行平滑濾波。*利用ECDIS進行態(tài)勢感知：將GNSS/INS提供的定位信息與電子海圖數(shù)據(jù)進行融合，在ECDIS上顯示船舶位置、航線、周圍障礙物等信息，輔助船長進行航行決策和避碰。*結(jié)合AIS進行目標識別與避碰：利用AIS獲取周圍船舶的識別信息、位置、航向、速度等，在ECDIS上顯示其他船舶信息，實現(xiàn)主動避碰和安全航行。*惡劣天氣/干擾