2025年GPS軌跡異常追溯與處理培訓(xùn)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.以下哪種現(xiàn)象通常不是由GPS信號(hào)受到強(qiáng)烈多路徑干擾引起的？A.軌跡點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)位置大幅跳動(dòng)B.定位精度顯著下降但軌跡連續(xù)C.觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)突然減少至無(wú)法定位D.接收機(jī)固定位移參數(shù)（PDOP）值異常增大2.在GPS信號(hào)質(zhì)量分析中，PDOP值主要反映了什么？A.接收機(jī)天線高度B.衛(wèi)星幾何分布對(duì)定位精度的影響C.信號(hào)傳播路徑的長(zhǎng)度D.接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平3.當(dāng)GPS設(shè)備在隧道內(nèi)或高樓密集的城市峽谷中無(wú)法獲得足夠衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，可以采取哪種輔助定位技術(shù)來(lái)提高定位可行性？A.僅依賴北斗系統(tǒng)信號(hào)B.使用Wi-Fi定位或蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站定位C.增加外部天線增益，強(qiáng)行接收微弱信號(hào)D.禁用GPS功能，依靠慣性導(dǎo)航推算位置4.對(duì)于需要高精度、連續(xù)定位但受遮擋影響嚴(yán)重的場(chǎng)景，差分GPS（DGPS）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在？A.能完全消除所有類型的信號(hào)干擾B.通過(guò)基準(zhǔn)站修正，顯著提高單點(diǎn)定位精度和可靠性C.只需接收機(jī)本身，無(wú)需任何外部輔助D.能自動(dòng)補(bǔ)償接收機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘誤差5.在處理因信號(hào)閃爍（IntersatelliteScintillation）引起的軌跡短期波動(dòng)時(shí)，以下哪種措施通常效果最有限？A.增加觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量B.采用平滑濾波算法處理軌跡數(shù)據(jù)C.改變?cè)O(shè)備的工作頻率D.提高接收機(jī)天線仰角二、判斷題（本大題共5小題，每小題2分，共10分。請(qǐng)判斷下列說(shuō)法的正誤，正確的填“√”，錯(cuò)誤的填“×”。）6.GPS信號(hào)受到電離層延遲影響時(shí)，通常在高頻段表現(xiàn)更嚴(yán)重。（）7.任何形式的軌跡中斷都可以通過(guò)調(diào)整設(shè)備參數(shù)來(lái)完全解決。（）8.利用兩臺(tái)或多臺(tái)GPS接收機(jī)進(jìn)行相對(duì)定位是追溯速度異常的一種有效方法。（）9.當(dāng)GPS軌跡數(shù)據(jù)顯示出明顯的系統(tǒng)性偏差（如整體偏移），很可能是接收機(jī)內(nèi)部硬件故障。（）10.廣域增強(qiáng)系統(tǒng)（WAAS）可以為整個(gè)服務(wù)區(qū)域內(nèi)用戶提供差分修正信息，改善定位性能。（）三、簡(jiǎn)答題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。）11.簡(jiǎn)述GPS信號(hào)受到“信號(hào)衰減”影響的可能原因及其對(duì)軌跡可能產(chǎn)生的影響。12.闡述在GPS軌跡追溯過(guò)程中，分析“觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)”（SV數(shù)量）變化的意義。13.列舉至少三種常見(jiàn)的GPS軌跡異常類型，并簡(jiǎn)述其中一種異常的基本特征和處理思路。四、案例分析題（本大題共1小題，共20分。）14.某物流車輛GPS終端在白天行駛于開(kāi)闊地帶時(shí)軌跡基本正常，但在穿越一座較長(zhǎng)隧道（約1公里）以及隨后進(jìn)入隧道口附近區(qū)域時(shí)，記錄的軌跡出現(xiàn)以下現(xiàn)象：進(jìn)入隧道前后的軌跡點(diǎn)位置基本連續(xù)，但在隧道內(nèi)軌跡點(diǎn)數(shù)量急劇減少（從10顆左右降至2-3顆），定位時(shí)間（PDOP）值顯著增大，且隧道出口后短時(shí)間內(nèi)軌跡點(diǎn)位置和速度參數(shù)均出現(xiàn)較大跳躍。請(qǐng)分析可能的原因，并提出相應(yīng)的軌跡追溯和數(shù)據(jù)處理方法。試卷答案1.C解析：多路徑干擾主要導(dǎo)致信號(hào)延遲和反射，使定位精度下降，但通常不會(huì)直接導(dǎo)致觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)銳減。衛(wèi)星數(shù)減少更常見(jiàn)于信號(hào)丟失、接收機(jī)故障或處于遮擋區(qū)域。軌跡中斷和PDOP增大也可能伴隨出現(xiàn)。B選項(xiàng)是多路徑的典型影響；A選項(xiàng)是信號(hào)丟失的可能表現(xiàn)；D選項(xiàng)是GDOP相關(guān)的，但與多路徑直接關(guān)聯(lián)性不如B。2.B解析：PDOP（PositionDilutionofPrecision）即位置精度稀釋因子，它是一個(gè)與衛(wèi)星幾何構(gòu)型相關(guān)的無(wú)維數(shù)參數(shù)，反映了觀測(cè)衛(wèi)星在空間分布上對(duì)定位結(jié)果的影響程度。PDOP值越大，衛(wèi)星幾何構(gòu)型越差，定位誤差（尤其是位置誤差）的放大倍數(shù)就越大。A是幾何高度角；C與信號(hào)路徑有關(guān)但非PDOP定義；D是接收機(jī)噪聲指標(biāo)。3.B解析：在GPS信號(hào)受遮擋嚴(yán)重時(shí)，如隧道、城市峽谷，依賴單一GPS系統(tǒng)信號(hào)可能無(wú)法定位。Wi-Fi定位和蜂窩基站定位是常用的室內(nèi)或室外遮擋區(qū)域輔助定位技術(shù)，可以提供位置信息作為GPS信號(hào)恢復(fù)后的平滑參考或直接定位。A選項(xiàng)依賴單一系統(tǒng)無(wú)法解決根本問(wèn)題；C選項(xiàng)增加天線增益可能有限且治標(biāo)不治本；D選項(xiàng)是最后手段或替代方案，不是主動(dòng)的輔助技術(shù)。4.B解析：DGPS通過(guò)在已知精確位置的基準(zhǔn)站測(cè)量GPS信號(hào)誤差，并將修正信息廣播給附近的用戶，從而有效降低用戶接收機(jī)的定位誤差，提高精度和可靠性。A選項(xiàng)過(guò)于絕對(duì)，無(wú)法消除所有干擾；C選項(xiàng)是自主GPS定位，DGPS需要基準(zhǔn)站支持；D選項(xiàng)是接收機(jī)本身的功能，DGPS主要修正外部誤差。5.C解析：信號(hào)閃爍是由電離層不規(guī)則性引起的高頻、短時(shí)、隨機(jī)信號(hào)強(qiáng)度變化。增加觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量（A）有助于在閃爍劇烈時(shí)仍能找到可見(jiàn)健康衛(wèi)星；平滑濾波（B）可以平均掉短期波動(dòng)；改變工作頻率（C）對(duì)閃爍頻率影響有限，通常不能有效抑制閃爍本身；提高天線仰角（D）可能減少地面遮擋，但對(duì)天頂方向的電離層閃爍影響不大。6.√解析：電離層延遲隨信號(hào)頻率變化，通常頻率越高，受電離層影響越大。GPS主要使用L1（1575.42MHz）和L2（1227.60MHz）頻段，其中L1頻段受電離層延遲影響相對(duì)L2要大。7.×解析：軌跡中斷的原因多樣，包括信號(hào)丟失（遮擋、干擾）、設(shè)備故障、人為干預(yù)（掉頭、軌跡重設(shè)）等。并非所有中斷都能通過(guò)簡(jiǎn)單調(diào)整參數(shù)解決，例如設(shè)備硬件故障或嚴(yán)重的信號(hào)環(huán)境問(wèn)題可能需要更換設(shè)備或改善環(huán)境。8.√解析：通過(guò)比較兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出它們之間的相對(duì)位置和速度。速度異常（如加速度突變、勻速突然改變）會(huì)直接反映在相對(duì)速度計(jì)算結(jié)果中，因此相對(duì)定位是追溯和分析速度異常的有力手段。9.×解析：系統(tǒng)性偏差（如整體偏移）可能由多種因素引起，包括接收機(jī)天線安裝偏移、設(shè)備固有誤差、基準(zhǔn)站誤差（如果是差分定位）、甚至坐標(biāo)系統(tǒng)不匹配等。雖然硬件故障是可能原因之一，但并非唯一或必然原因。10.√解析：WAAS（廣域增強(qiáng)系統(tǒng)）是美國(guó)提供的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)服務(wù)，通過(guò)地面參考站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)GPS誤差，并向用戶提供修正信息，覆蓋北美大部分地區(qū)，旨在提高GPS定位的精度、可靠性和完整性。11.解析：信號(hào)衰減是指GPS信號(hào)在傳播過(guò)程中強(qiáng)度減弱。主要原因包括：距離衰減（信號(hào)隨距離平方反比減弱）、遮擋（建筑物、地形、茂密植被阻擋信號(hào)）、大氣條件（雨、雪、霧、霾吸收和散射信號(hào)）、multipath效應(yīng)（信號(hào)反射路徑長(zhǎng)，能量損失）。對(duì)軌跡的影響可能表現(xiàn)為：在衰減嚴(yán)重的區(qū)域定位點(diǎn)稀疏或丟失，導(dǎo)致軌跡不連續(xù)；定位精度下降，表現(xiàn)為軌跡點(diǎn)分布散亂；在某些極端情況下可能導(dǎo)致無(wú)法定位。12.解析：分析“觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)”（SV數(shù)量）變化具有重要意義：首先，它是判斷接收機(jī)信號(hào)接收環(huán)境好壞的直接指標(biāo)。SV數(shù)量少通常意味著存在遮擋或信號(hào)干擾，可能影響定位質(zhì)量和連續(xù)性。其次，SV數(shù)量的突然增減可能與軌跡異常點(diǎn)（如進(jìn)出遮擋區(qū)、信號(hào)中斷恢復(fù)）相關(guān)聯(lián)，是追溯異常發(fā)生時(shí)間和位置的重要線索。此外，SV數(shù)量變化也反映了定位解算的穩(wěn)定性，數(shù)量少時(shí)解算結(jié)果可能不可靠。13.解析：常見(jiàn)的GPS軌跡異常類型包括：①軌跡中斷（TrackInterruption）：即軌跡在某些時(shí)段內(nèi)突然出現(xiàn)空白，沒(méi)有定位數(shù)據(jù)。②位置/速度突變（AbruptPosition/VelocityChange）：軌跡點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)位置或速度參數(shù)發(fā)生異常大的跳躍或變化。③軌跡不連續(xù)/平滑度差（Discontinuous/粗糙軌跡）：軌跡點(diǎn)之間連線不自然，存在明顯折點(diǎn)或擺動(dòng)，缺乏平滑。④系統(tǒng)性偏差（SystematicBias）：整個(gè)軌跡或其部分表現(xiàn)出持續(xù)的、系統(tǒng)性的位置偏移。處理思路（以軌跡中斷為例）：首先檢查對(duì)應(yīng)時(shí)段是否有信號(hào)記錄（SV數(shù)量、PDOP等），判斷是信號(hào)丟失還是正常中斷；如果是信號(hào)丟失，需結(jié)合上下時(shí)段數(shù)據(jù)嘗試插值恢復(fù)；如果是設(shè)備問(wèn)題，需排查設(shè)備狀態(tài)；如果是人為因素，需結(jié)合其他信息判斷。解析思路在于識(shí)別典型異?，F(xiàn)象并理解其基本成因及初步處理方向。14.解析：該案例軌跡異常主要發(fā)生在隧道內(nèi)及入口附近，表現(xiàn)為SV數(shù)量急劇減少、PDOP顯著增大以及出口后位置和速度參數(shù)的跳躍。主要原因是車輛進(jìn)入隧道導(dǎo)致GPS信號(hào)受到嚴(yán)重遮擋，接收到的衛(wèi)星數(shù)量大幅減少，幾何構(gòu)型變差（PDOP增大），導(dǎo)致定位困難或無(wú)法定位。隧道內(nèi)SV數(shù)量極少（2-3顆）甚至為零，使得單點(diǎn)定位精度極差且不可靠，PDOP值極高證實(shí)了這一點(diǎn)。出口后軌跡參數(shù)跳躍，可能是因?yàn)樾盘?hào)恢復(fù)時(shí)接收機(jī)重新初始化、多顆衛(wèi)星同時(shí)可見(jiàn)導(dǎo)致快速解算變化，或者車輛在出口處有加速/減速/轉(zhuǎn)向等真實(shí)運(yùn)動(dòng)，但接收機(jī)狀態(tài)變化也加劇了位置和速度的瞬時(shí)波動(dòng)。軌跡追溯方法：首先確認(rèn)異常時(shí)段與隧道行程對(duì)應(yīng)；利用前后時(shí)段的連續(xù)軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；重點(diǎn)分析隧道內(nèi)極少SV數(shù)量和極高PDOP值時(shí)段；出口