(2025年)大地測(cè)量衛(wèi)星定位技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS-3）中，中圓地球軌道（MEO）衛(wèi)星的數(shù)量為（）A.24顆B.27顆C.30顆D.18顆答案：A2.以下GNSS系統(tǒng)中，采用頻分多址（FDMA）技術(shù)的是（）A.GPSB.伽利略（Galileo）C.GLONASSD.BDS-3答案：C3.電離層延遲對(duì)GNSS信號(hào)的影響與信號(hào)頻率的關(guān)系為（）A.與頻率平方成正比B.與頻率平方成反比C.與頻率成正比D.與頻率成反比答案：B4.精密單點(diǎn)定位（PPP）技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位的關(guān)鍵是（）A.單頻觀測(cè)值的電離層改正B.高精度衛(wèi)星軌道和鐘差產(chǎn)品C.流動(dòng)站與基準(zhǔn)站的同步觀測(cè)D.快速周跳修復(fù)答案：B5.多路徑效應(yīng)主要影響GNSS觀測(cè)值的（）A.系統(tǒng)誤差B.偶然誤差C.粗差D.常誤差答案：B6.伽利略系統(tǒng)（Galileo）的E5a/E5b信號(hào)屬于（）A.L1頻段B.L2頻段C.L5頻段D.L6頻段答案：C7.在GNSS相對(duì)定位中，雙差觀測(cè)值可消除或削弱的誤差不包括（）A.衛(wèi)星鐘差B.接收機(jī)鐘差C.電離層延遲D.對(duì)流層延遲答案：D8.BDS-3新增的B1C信號(hào)采用的調(diào)制方式為（）A.BOC(1,1)B.QPSK(10)C.CBOC(6,1,1/11)D.AltBOC(15,10)答案：C9.低軌衛(wèi)星（LEO）增強(qiáng)GNSS定位的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.提升信號(hào)抗遮擋能力B.降低電離層延遲影響C.減少衛(wèi)星軌道誤差D.縮短模糊度固定時(shí)間答案：A10.在GNSS數(shù)據(jù)預(yù)處理中，使用電離層殘差法檢測(cè)周跳時(shí)，若殘差超過(guò)（）個(gè)波長(zhǎng)則判定為周跳A.0.1~0.3B.0.5~1.0C.1.5~2.0D.2.5~3.0答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.GNSS定位的基本觀測(cè)量包括偽距觀測(cè)值和________觀測(cè)值。答案：載波相位2.GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道傾角約為_(kāi)_______度，與GPS系統(tǒng)的軌道傾角差異顯著。答案：64.83.對(duì)流層延遲的改正模型中，常用的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀衉_______模型和Hopfield模型。答案：Saastamoinen4.多系統(tǒng)融合定位中，“4+1”組合通常指GPS、BDS、Galileo、GLONASS和________系統(tǒng)。答案：QZSS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）5.周跳修復(fù)的常用方法包括高次差法、________法和多項(xiàng)式擬合法。答案：電離層殘差6.BDS-3的地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星主要服務(wù)于________地區(qū)，提供區(qū)域增強(qiáng)信號(hào)。答案：亞太7.在PPP-RTK技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)中心需向用戶(hù)播發(fā)________改正數(shù)，以實(shí)現(xiàn)快速模糊度固定。答案：區(qū)域誤差8.衛(wèi)星軌道誤差對(duì)單點(diǎn)定位的影響約為軌道誤差的________倍（考慮幾何因子GDOP）。答案：1~39.接收機(jī)鐘差的主要特性是具有________性，可通過(guò)相鄰歷元差分削弱。答案：隨機(jī)游走10.伽利略系統(tǒng)的公開(kāi)服務(wù)（OS）信號(hào)采用________編碼，提高了抗干擾能力。答案：BOC（二進(jìn)制偏移載波）11.電離層延遲的周日變化特征表現(xiàn)為白天延遲________（填“大于”或“小于”）夜間。答案：大于12.動(dòng)態(tài)定位中，常用的卡爾曼濾波模型包括________模型和勻加速模型。答案：勻速度13.多路徑效應(yīng)的影響與接收機(jī)周?chē)h(huán)境密切相關(guān)，________（填“反射面”或“透射面”）的存在會(huì)顯著加劇誤差。答案：反射面14.BDS-3的短報(bào)文通信服務(wù)在________軌道衛(wèi)星上搭載，支持應(yīng)急通信。答案：GEO/IGSO（地球靜止軌道/傾斜地球同步軌道）15.精密星歷的更新頻率通常為_(kāi)_______小時(shí)，以滿足高精度定位需求。答案：616.載波相位觀測(cè)值的整周模糊度包含________模糊度和初始整周模糊度兩部分。答案：整周17.相對(duì)定位中，基線解算的收斂時(shí)間主要受________和觀測(cè)條件影響。答案：模糊度解算效率18.低軌衛(wèi)星的軌道高度約為_(kāi)_______公里，遠(yuǎn)低于GNSS中圓軌道衛(wèi)星。答案：500~200019.GNSS信號(hào)的信噪比（C/N0）通常以________為單位，值越大表示信號(hào)質(zhì)量越好。答案：dB-Hz20.在GNSS高程測(cè)量中，需結(jié)合________數(shù)據(jù)將大地高轉(zhuǎn)換為正常高。答案：似大地水準(zhǔn)面三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述GNSS定位中載波相位觀測(cè)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說(shuō)明各符號(hào)含義。答案：載波相位觀測(cè)值的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Φ?=(ρ+c(dt-dT)-I?+T+λN?+ε?)/λ其中：Φ?為接收機(jī)i對(duì)衛(wèi)星的載波相位觀測(cè)值（周）；ρ為衛(wèi)星至接收機(jī)的幾何距離；c為光速；dt為接收機(jī)鐘差；dT為衛(wèi)星鐘差；I?為電離層延遲（米）；T為對(duì)流層延遲（米）；λ為載波波長(zhǎng)；N?為整周模糊度（周）；ε?為觀測(cè)噪聲及多路徑誤差（周）。2.分析電離層延遲的時(shí)空特性，并列舉三種削弱其影響的方法。答案：電離層延遲的時(shí)空特性：-時(shí)間特性：白天大于夜間（太陽(yáng)輻射強(qiáng)），夏季大于冬季，太陽(yáng)活動(dòng)高年大于低年。-空間特性：赤道地區(qū)延遲最大（可達(dá)100米以上），中緯度次之，極地最小；垂直方向延遲小于傾斜方向（與天頂角相關(guān)）。削弱方法：①雙頻改正：利用雙頻觀測(cè)值的電離層延遲與頻率平方成反比的特性，構(gòu)建無(wú)電離層組合觀測(cè)值。②模型改正：采用Klobuchar模型（GPS）、BBD模型（BDS）等經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)電離層延遲。③相對(duì)定位：通過(guò)站間差分消除或削弱電離層延遲的空間相關(guān)性誤差。3.比較動(dòng)態(tài)定位與靜態(tài)定位的主要差異，包括觀測(cè)條件、解算模型和應(yīng)用場(chǎng)景。答案：主要差異：-觀測(cè)條件：靜態(tài)定位中接收機(jī)固定，觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)（數(shù)小時(shí)至數(shù)天）；動(dòng)態(tài)定位中接收機(jī)運(yùn)動(dòng)，觀測(cè)時(shí)間短（秒級(jí)至分鐘級(jí)）。-解算模型：靜態(tài)定位采用事后處理，可使用高精度軌道和鐘差產(chǎn)品，模糊度固定可靠；動(dòng)態(tài)定位需實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理，通常采用卡爾曼濾波模型，模糊度固定難度大（需快速收斂）。-應(yīng)用場(chǎng)景：靜態(tài)定位用于控制測(cè)量、地殼形變監(jiān)測(cè)等高精度場(chǎng)景；動(dòng)態(tài)定位用于車(chē)輛導(dǎo)航、無(wú)人機(jī)測(cè)繪、實(shí)時(shí)精密定位（如RTK）等。4.說(shuō)明BDS-3相對(duì)于BDS-2的主要技術(shù)改進(jìn)，并列舉其特色服務(wù)。答案：技術(shù)改進(jìn)：①新增MEO衛(wèi)星（24顆），全球覆蓋能力提升；②增加B1C、B2a等新信號(hào)，兼容GPSL1C和GalileoE1/E5a信號(hào)；③采用星間鏈路（ISL）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自主導(dǎo)航；④原子鐘性能提升（氫鐘、銣鐘），衛(wèi)星鐘差穩(wěn)定性?xún)?yōu)于0.5ns/天。特色服務(wù)：①全球短報(bào)文通信（單次1000漢字）；②星基增強(qiáng)服務(wù)（SBAS）；③精密單點(diǎn)定位（PPP）服務(wù)（播發(fā)軌道鐘差改正數(shù)）；④區(qū)域差分增強(qiáng)（廣域差分/WADGPS）。5.解釋多路徑效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理，并提出外業(yè)觀測(cè)中削弱其影響的具體措施。答案：產(chǎn)生機(jī)理：GNSS信號(hào)經(jīng)接收機(jī)周?chē)矬w（如建筑物、水面、植被）反射后，與直接信號(hào)疊加，導(dǎo)致觀測(cè)值產(chǎn)生附加路徑延遲。反射信號(hào)的強(qiáng)度、相位與直接信號(hào)的差異會(huì)引起偽距和載波相位觀測(cè)值的偏差。削弱措施：①選擇觀測(cè)站址時(shí)，避開(kāi)大面積反射面（如水面、玻璃幕墻），周?chē)系K物高度角不低于15°；②安裝扼流圈天線或帶抑徑板的天線，抑制反射信號(hào)；③延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，利用多歷元數(shù)據(jù)平均削弱隨機(jī)誤差；④采用抗多路徑的接收機(jī)算法（如窄相關(guān)技術(shù)、多路徑檢測(cè)與修復(fù)）。四、綜合題（每題10分，共20分）1.某CORS站（連續(xù)運(yùn)行參考站）采集了24小時(shí)的GNSS觀測(cè)數(shù)據(jù)，需進(jìn)行質(zhì)量分析。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)質(zhì)量檢查的主要指標(biāo)及對(duì)應(yīng)的分析方法，并說(shuō)明各項(xiàng)指標(biāo)的合格標(biāo)準(zhǔn)。答案：質(zhì)量檢查指標(biāo)及方法：（1）數(shù)據(jù)完整率：統(tǒng)計(jì)有效觀測(cè)歷元數(shù)與總歷元數(shù)的比值。合格標(biāo)準(zhǔn)：≥98%（無(wú)嚴(yán)重遮擋時(shí)）。（2）信噪比（C/N0）：統(tǒng)計(jì)各衛(wèi)星各頻率信號(hào)的平均信噪比。合格標(biāo)準(zhǔn)：L1/L2/L5等主頻率信號(hào)C/N0≥45dB-Hz（開(kāi)闊環(huán)境），低于35dB-Hz需排查遮擋或天線故障。（3）多路徑效應(yīng)（MP1、MP2）：計(jì)算偽距與載波相位的組合殘差（如MP1=P1-Φ1×λ1）。合格標(biāo)準(zhǔn)：MP1≤0.5m，MP2≤0.8m（動(dòng)態(tài)環(huán)境可放寬）。（4）周跳次數(shù)：采用電離層殘差法或TurboEdit算法檢測(cè)周跳，統(tǒng)計(jì)每小時(shí)周跳數(shù)。合格標(biāo)準(zhǔn)：≤1次/小時(shí)（靜態(tài)觀測(cè)），動(dòng)態(tài)觀測(cè)≤3次/小時(shí)。（5）粗差率：統(tǒng)計(jì)觀測(cè)值中超過(guò)3倍標(biāo)準(zhǔn)差的異常值比例。合格標(biāo)準(zhǔn)：≤0.1%（高精度應(yīng)用）。（6）衛(wèi)星可見(jiàn)數(shù)：統(tǒng)計(jì)每歷元可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)（多系統(tǒng)融合后）。合格標(biāo)準(zhǔn)：≥8顆（GPS+BDS+Galileo組合），單系統(tǒng)≥4顆。2.精密單點(diǎn)定位（PPP）技術(shù)在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)繪中得到廣泛應(yīng)用，但存在收斂時(shí)間長(zhǎng)、模糊度固定難的問(wèn)題。請(qǐng)分析其技術(shù)難點(diǎn)，并提出3種提升PPP定位性能的改進(jìn)措施。答案：技術(shù)難點(diǎn)：①初始階段衛(wèi)星軌道和鐘差改正數(shù)精度不足（實(shí)時(shí)PPP需依賴(lài)預(yù)報(bào)產(chǎn)品）；②整周模糊度包含衛(wèi)星端和接收機(jī)端的硬件延遲（相位小數(shù)偏差，F(xiàn)CB），難以直接固定；③對(duì)流層延遲的實(shí)時(shí)建模誤差（尤其是高程方向）影響定位精度；④動(dòng)態(tài)環(huán)境下觀測(cè)噪聲增大，卡爾曼濾波模型易發(fā)散。改進(jìn)措施：①多系統(tǒng)融合：引入BDS、Galileo等多系統(tǒng)觀測(cè)值，增加冗余觀測(cè)量，縮短模糊度收斂時(shí)間（如GPS+BDS組合可使收斂時(shí)間從30分鐘縮短至10分鐘）。②實(shí)時(shí)精密產(chǎn)品播發(fā)：通過(guò)衛(wèi)星或地面通信網(wǎng)絡(luò)