第四章GPS卫显定位的基本原理 1.用G5进行定位有哪几种方式？定位的方法一般有零几种？ 2.按接收机载体的运行速度，还呵将动态定位分为哪三种形式？ 3,GS单点定位确定的是接收机天线在厚个大地坐标系统中的绝对位置？属于哪个坐 标系统？ 4,什么是伪距？如何测定伪更？它的测量信号是什么码？请简述其原理。 5.简述主动式测距和被动式测距的优缺点？ 6.为什么说载被相位测量是川前大地测量和工程测量中的主要测量方法？ 7.利用全球定位系统进行导航定位的最基本方法是什么定位法？它的优点是什么？峡 点是什么？ 8。为什么要在找波相位测量之前先进行卫最信号的解调？解调可采用厚几种方法： 9.在载被相位测量基本方程中包含着毫两类不同的未如数？解决这个月题有两种办 法 10.常用的分法有厚三种？其中厚一种是大多数G5基线向量处理软件中必选的方 法，在实践中应用甚广。 11,GPS动态定位和GPS静态定位相比较，有哪生显著特点？ 12。在单点动布定位情况下，为了获得瞬时定位结果，必须至少同步观测儿颗卫星？以 便线取几个同步伪距观测值？解得几个未知参数？ 13.差分动态定位(DC)怎样测出动态用户的精确位置？ 14,载波相位测量用于动态定位，取得的三推位置精度是哪一领？ 15.G5接收机是怎样进行测速的7 16.G5时间与世界协调时TC之差经常保持在多少之内？ 17.用G5信号传递时间时，#在着几种时间尺度（时标）？ 18.GF5定时的实质是什么？ 19。一站单机的定时法的优缺点是什么？ 20。共视比对定时法的优缺点是什么？
第四章 GPS 卫星定位的基本原理 1．用 GPS 进行定位有哪几种方式？定位的方法一般有哪几种？ 2．按照接收机载体的运行速度，还可将动态定位分为哪三种形式？ 3．GPS 单点定位确定的是接收机天线在哪个大地坐标系统中的绝对位置？属于哪个坐 标系统？ 4．什么是伪距？如何测定伪距？它的测量信号是什么码？请简述其原理。 5．简述主动式测距和被动式测距的优缺点？ 6．为什么说载波相位测量是目前大地测量和工程测量中的主要测量方法？ 7．利用全球定位系统进行导航定位的最基本方法是什么定位法？它的优点是什么？缺 点是什么？ 8．为什么要在载波相位测量之前先进行卫星信号的解调？解调可采用哪几种方法？ 9．在载波相位测量基本方程中包含着哪两类不同的未知数？解决这个问题有两种办 法？ 10．常用的差分法有哪三种？其中哪一种是大多数 GPS 基线向量处理软件中必选的方 法，在实践中应用甚广。 11．GPS 动态定位和 GPS 静态定位相比较，有哪些显著特点？ 12．在单点动态定位情况下，为了获得瞬时定位结果，必须至少同步观测几颗卫星？以 便获取几个同步伪距观测值？解得几个未知参数？ 13．差分动态定位（DGPS）怎样测出动态用户的精确位置？ 14．载波相位测量用于动态定位，取得的三维位置精度是哪一级? 15．GPS 接收机是怎样进行测速的? 16．GPS 时间与世界协调时 UTC 之差经常保持在多少之内? 17．用 GPS 信号传递时间时，存在着几种时间尺度（时标）? 18．GPS 定时的实质是什么? 19．一站单机的定时法的优缺点是什么? 20．共视比对定时法的优缺点是什么?
第四章习题答案 1,用G5进行定位。如果就用户接收机天线所处的状志而言，定位方式分为静态定位 和动态定位：若按参考点的不同位置，又可分为单点定位和相对定位。根据G5信号的不同 观测量，可以区分为四种定位方法： 1)伪距定位法：2)多普勒定位法：3)载被相位测量：4)卫星射电干涉测量。 2,按照接收机载体的运行速度，又将动态定位分成低动态（秒速至几十米）、中等动态 (秒速至几百米)、高动态（秒速至几公黑）三种形式。 3.单点定位确定的是接收机天线在和S-8!世界大地坐标系统中的绝对位置。属于 地心坐标系统. 4,GS定位果用的是鼓动式单程测距，它的信号发射时刻是由卫星钟确定的，收到时 刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟 不同步的误差影响，所以称其为伪距。 两台钟总不可隆完全同步而存在差异。因而在白相美系数最大条件下求得的时延不会 严格等于卫最信号的传播时间，它包含了两台钟不同步的影响。以及信号传播过程中电离 层和对流层的影响，在自相关系数最大条件下求得的时延和真空中光道（的乘积即为伪 距， 它以卫最发播的测距码作为测量信号。 在实用中，我们将接收机的钟差也视作未知数。因为要塑知道精确的钟差。必须使用 稳定度侵高的原子钟。这在数目有限的卫星上能够办到：可是广大接收机生产厂家却难以办 到，他门为了降低接收机成本，减小其体积和重量，扩大用户数量，普遍使用了石英钟。为 此就要求任何一个观测瞬何至少要测定四颗卫星的距离，以便同时解出四个来知数，X。Y, 5,主动式测距不要求仪器钟必须和某一时间系统严格保持一致，不会影响测距精度。 主动式测距的缺点是用户必须发射信号因面难以隐蔽自己，这对军事用户十分不利.。此外要 求用户同时具有发射设备和接收设备。，装置较为复杂。被动式测距的优点是用户无需发射信 号，因面便干隐蔽自己，用户装置也较简单，只配备接收设备即可。但它要求接收机钟和各 卫星钟要和G5时间系统保持同步，所以对钟的稳定度提出了很高的要求。 6.载波相位测量不使用测距码信号，不受测距码控制，属于非测距码测量系统。由子 载波信号的波长很短，所以对载波进行相位测量就可以达到很高的精度。因此载波相位测量 是目前大地测量和工程测量中的主要测量方法。 7.伪距法定位是利用全球定位系统进行低精度测量及导航的最基本方法。它的优点是 速度快、无多值性门恩，利用增加观测时间可以提高定位精度，足以满足部分用户的雷要。 缺点是测量定位精度低
第四章 习题答案 1．用 GPS 进行定位，如果就用户接收机天线所处的状态而言，定位方式分为静态定位 和动态定位；若按参考点的不同位置，又可分为单点定位和相对定位。根据 GPS 信号的不同 观测量，可以区分为四种定位方法： 1）伪距定位法；2）多普勒定位法； 3）载波相位测量； 4）卫星射电干涉测量。 2．按照接收机载体的运行速度，又将动态定位分成低动态（秒速至几十米）、中等动态 （秒速至几百米）、高动态（秒速至几公里）三种形式。 3．GPS 单点定位确定的是接收机天线在 WGS-84 世界大地坐标系统中的绝对位置。属于 地心坐标系统。 4．GPS 定位采用的是被动式单程测距。它的信号发射时刻是由卫星钟确定的，收到时 刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟 不同步的误差影响，所以称其为伪距。 两台钟总不可能完全同步而存在差异。因而在自相关系数最大条件下求得的时延 不会 严格等于卫星信号的传播时间 ，它包含了两台钟不同步的影响，以及信号传播过程中电离 层和对流层的影响，在自相关系数最大条件下求得的时延 和真空中光速 c 的乘积 即为伪 距。 它以卫星发播的测距码作为测量信号。 在实用中，我们将接收机的钟差 也视作未知数。因为要想知道精确的钟差，必须使用 稳定度极高的原子钟，这在数目有限的卫星上能够办到；可是广大接收机生产厂家却难以办 到，他们为了降低接收机成本，减小其体积和重量，扩大用户数量，普遍使用了石英钟。为 此就要求任何一个观测瞬间至少要测定四颗卫星的距离，以便同时解出四个未知数：X，Y， Z， 。 5．主动式测距不要求仪器钟必须和某一时间系统严格保持一致，不会影响测距精度。 主动式测距的缺点是用户必须发射信号因而难以隐蔽自己，这对军事用户十分不利。此外要 求用户同时具有发射设备和接收设备，装置较为复杂。被动式测距的优点是用户无需发射信 号，因而便于隐蔽自己，用户装置也较简单，只配备接收设备即可。但它要求接收机钟和各 卫星钟都要和 GPS 时间系统保持同步，所以对钟的稳定度提出了很高的要求。 6．载波相位测量不使用测距码信号，不受测距码控制，属于非测距码测量系统。由于 载波信号的波长很短，所以对载波进行相位测量就可以达到很高的精度。因此载波相位测量 是目前大地测量和工程测量中的主要测量方法。 7．伪距法定位是利用全球定位系统进行低精度测量及导航的最基本方法。它的优点是 速度快、无多值性问题，利用增加观测时间可以提高定位精度，足以满足部分用户的需要。 缺点是测量定位精度低
8.接收机所接收到的卫星S信号中，已用相位调制技术在载波上调制了测距码和卫 星电文，所以载波已不再连续。为此要在载被相位测量之前进行解调工作，设法将调制在载 波上的测距码和卫星电文去掉，恢复载波的相位。 卫星信号的解调可采用码相关法和平方法。 9。在载波相位测量基本方程中。包含着两类不同的未知数：一类是必要参数，如测站 的坐标：另一类是多余参数，如卫星钟和接收机的钟差、电离层和对流层延迟等。 解决这个问题的办法可以有两种：一种是找出多余参数与时空关系的数学模型，给载被 相位测量方程一个约束条件，使多余参数大幅度减少，另一种更有效、精度更高的办法是， 按一定规律对我波相位测量值进行线性组合，通过求差达到消除多余参数的目的。 10.常用的差分法有如下三种：在接数机间求一次差：在接收机和卫星间求二次差：在 接收机、卫星和观测历元可求三次差。 其中双差是大多数基线向量处理款件中必遗的方法，在实践中应用甚广： 11,(1)用户的广泛性！(2)定位的实时性：3)》速度的多异性。 12.为了获得瞬时定位结果，必须至少同步观测4颗卫星，以便获取4个同步伪距观测 值，解得4个未知参数 13.差分动态定位是使用两台接收机分别置于两个测站上，其中一个测站是已知的基准 点，称为基准接收机：另一台安设于运动载体上，称为动态接收机。两台接收机同时测量来 自相同GS卫星的导航定位信号，基准接收机所测得的三裤位置与该点已知值进行比较，可 以获得GS定位数据的改正值，据此来政正动态接收机所测得的实时位置。此时多项误差得 到抵消。可以得到更为精确的动老用户位置。 14.载被相位测量用于动布定位。取得的三隆位置精度达到属米级。 15.将载体的运动速度看作线速度，有物理学中线速度是运动质点在单位时阿内的距离 变化率。 16.GPs时间与世界协调时TC之差经常保持在20an之内， 17.在用GS信号传递时同时，存在着三种时间尺度（时标）：其一为GS时间，它是 一种全球性的时间信号源，用以进行精确的时间比对：二是每颗G巧卫星的时钟：三是用户 的接收机时钟。 18.G5定时的实质是测定用户封钟相对于G乃时间的偏差，并根据卫屋电文给出的有 关参数。计算出世界协调时(TC)。 19。一站单机定时型GS信号接收机并不要求人工计算，接收机可以直接显示或输出用 户时针偏差。缺点是定时不够准确。 0.共视对比定时法能有效的清除卫星钟差和屋历误差的影响，达到±5s的定时准确 度
8．接收机所接收到的卫星 GPS 信号中，已用相位调制技术在载波上调制了测距码和卫 星电文，所以载波已不再连续。为此要在载波相位测量之前进行解调工作，设法将调制在载 波上的测距码和卫星电文去掉，恢复载波的相位。 卫星信号的解调可采用码相关法和平方法。 9．在载波相位测量基本方程中，包含着两类不同的未知数：一类是必要参数，如测站 的坐标；另一类是多余参数，如卫星钟和接收机的钟差、电离层和对流层延迟等。 解决这个问题的办法可以有两种：一种是找出多余参数与时空关系的数学模型，给载波 相位测量方程一个约束条件，使多余参数大幅度减少；另一种更有效、精度更高的办法是， 按一定规律对载波相位测量值进行线性组合，通过求差达到消除多余参数的目的。 10．常用的差分法有如下三种：在接收机间求一次差；在接收机和卫星间求二次差；在 接收机、卫星和观测历元间求三次差。 其中双差是大多数 GPS 基线向量处理软件中必选的方法，在实践中应用甚广。 11．(1)用户的广泛性；(2)定位的实时性；(3)速度的多异性。 12．为了获得瞬时定位结果，必须至少同步观测 4 颗卫星，以便获取 4 个同步伪距观测 值，解得 4 个未知参数。 13．差分动态定位是使用两台接收机分别置于两个测站上，其中一个测站是已知的基准 点，称为基准接收机；另一台安设于运动载体上，称为动态接收机。两台接收机同时测量来 自相同 GPS 卫星的导航定位信号。基准接收机所测得的三维位置与该点已知值进行比较，可 以获得 GPS 定位数据的改正值，据此来改正动态接收机所测得的实时位置。此时多项误差得 到抵消，可以得到更为精确的动态用户位置。 14．载波相位测量用于动态定位，取得的三维位置精度达到厘米级。 15．将载体的运动速度看作线速度，有物理学中线速度是运动质点在单位时间内的距离 变化率。 16．GPS 时间与世界协调时 UTC 之差经常保持在 20min 之内。 17．在用 GPS 信号传递时间时，存在着三种时间尺度（时标）：其一为 GPS 时间，它是 一种全球性的时间信号源，用以进行精确的时间比对；二是每颗 GPS 卫星的时钟；三是用户 的接收机时钟。 18．GPS 定时的实质是测定用户时钟相对于 GPS 时间的偏差，并根据卫星电文给出的有 关参数，计算出世界协调时（UTC）。 19．一站单机定时型 GPS 信号接收机并不要求人工计算，接收机可以直接显示或输出用 户时钟偏差。缺点是定时不够准确。 20．共视对比定时法能有效的消除卫星钟差和星历误差的影响，达到±5ns 的定时准确 度