武汉大学测绘学院 2005~2006学年度第二学期期末考试 《GPS原理及其应用》课程试卷B 出题者 审核人 班级 学号 姓名 填空题(每空2分,共16分) 1、GPS卫星信号是由载波,测距码和导航电文三部 分组成的 2、GPS卫星信号调制采用二进制相位调制法,当信号为 “0”时载波的相位相位不变化_,当信号为“1”时载波 的相位相位变化180度。 3、利用IGS精密星历进行单点定位时,所求得的站坐标属 ITRF坐标系。 4、GPS观测值在卫星间求差后,可消除接收机种差 、单项选择题(每题3分,共6分) 1、载波相位观测值和用C/A码测定的伪距观测值所受到的 B是相同的。 A、电离层延迟B、对流层延迟C、多路径误差D、测量噪声 2、GPS观测值在接收机间求差后可消除C A、电离层延迟B、接收机钟差C、卫星钟差D、对流层延迟 、名词解释(每小题5分,共30分) 1、被动式测距:用户自己不发送信号,只是接收发射源发 射的信号进行距离测量,称为被动式式测距。 2、单点定位:根据卫星星历以及一台接收机的观测值来独立 确定该接收机在地球坐标系中的绝对坐标的方法称为单点定 位,也称绝对定位。 3、静态定位:在测量时间内,如果待定点参数(待定点的坐 标或基线向量)没有可察觉到的变化,将待定参数作为作为 固定不变的常数求解,确定这种参数叫做静态定位。 4、卫星星历误差:由卫星星历所给出的卫星轨道与卫星的实
武汉大学测绘学院 2005～2006 学年度第二学期期末考试 《GPS 原理及其应用》课程试卷 B 出题者___________ 审核人______________ _______________________________________________________ 班级___________ 学号_____________姓名___________ 一、 填空题（每空 2 分，共 16 分） 1、GPS卫星信号是由_载波_ , _测距码_ 和 _导航电文_三部 分组成的。 2、GPS卫星信号调制采用 _二进制相位调制_法，当信号为 “0”时载波的相位_相位不变化_,当信号为“1”时载波 的相位_相位变化 180 度_。 3、利用 IGS 精密星历进行单点定位时，所求得的站坐标属 ITRF 坐标系。 4、GPS 观测值在卫星间求差后，可消除 接收机种差 。 二、 单项选择题（每题 3 分，共 6 分） 1、载波相位观测值和用C/A码测定的伪距观测值所受到的 __B __是相同的。 A、电离层延迟 B、对流层延迟 C、多路径误差 D、测量噪声 2、GPS观测值在接收机间求差后可消除___ C __。 A、电离层延迟 B、接收机钟差 C、卫星钟差 D、对流层延迟 三、 名词解释（每小题 5 分，共 30 分） 1、被动式测距 ：用户自己不发送信号，只是接收发射源发 射的信号进行距离测量，称为被动式式测距。 2、单点定位：根据卫星星历以及一台接收机的观测值来独立 确定该接收机在地球坐标系中的绝对坐标的方法称为单点定 位，也称绝对定位。 3、静态定位：在测量时间内，如果待定点参数（待定点的坐 标或基线向量）没有可察觉到的变化，将待定参数作为作为 固定不变的常数求解，确定这种参数叫做静态定位。 4、卫星星历误差：由卫星星历所给出的卫星轨道与卫星的实
际轨道之差,叫做卫星星历误差 5、宽巷观测值:宽巷观测值m.两个不同频率的载波 L1,L2)相位观测值间的一种线性组合,即 Pide-lane =pul-p 6、整周跳变:整周计数()为时刻到时刻用计数器 累计下来的差频信号的整周数。观测时由于某种原因而引 起累积工作中断,则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失 △N,即后续的所有计数中含有同一偏差。这种(9)出 错的现象称整周跳变。 四、问答题(每小题12分,共48分) 1、什么叫载波相位测量?载波相位测量的实际观测值是什么? 答:把载波当做测距信号来使用,对载波进行相位测量,称为载 波相位测量。 载波相位的实际观测值说明如下: 对于第一个历元观测时刻(t0时刻),载波相位观测中
际轨道之差，叫做卫星星历误差。 5、宽巷观测值 ：宽巷观测值ϕ wide lane − 为两个不同频率的载波 (L1,L2) 相位观测值间的一种线性组合，即 ϕ wide lane L L − =ϕ ϕ 1 − 2 。 6、整周跳变：整周计数 ( )i Int φ 为 t0 时刻到 ti 时刻用计数器 累计下来的差频信号的整周数。观测时由于某种原因而引 起累积工作中断，则当信号恢复跟踪后整周计数将会丢失 ΔN ，即后续的所有计数中含有同一偏差。这种 Int( ) φ 出 错的现象称整周跳变。 四、 问答题（每小题 12 分，共 48 分） 1、什么叫载波相位测量？载波相位测量的实际观测值是什么？ 答：把载波当做测距信号来使用，对载波进行相位测量，称为载 波相位测量。 载波相位的实际观测值说明如下： N 0 F r0 N 0 Int( )ϕ i F ri t0 ti 对于第一个历元观测时刻（t0 时刻），载波相位观测中
9=N+F6 实际观测值是 Fr(不足一整周的波长) 对于后续的某一个历元观测时刻(ti时刻),载波相位观测中 =M+F+Mm(),实际观测值是F不足一整周的波长) 和 In(φp)(整周计数) 2、列出必要公式来说明怎样利用双频观测值来消除电离层延 迟? 答 P=p P2=p+2(2) (1)×m+(2)×n得 Pm.n=mpi+n p2=(m+n)p+mr2+n-2 A -+n==0 令 可解得 m=-A f2-f2 f -f2 其中,P分别为载波L,L2相位观测值,Pm为组合观测值的 波长斤,f分别为载波L2的电离层影响 由上面的公式可以得到,当设定m,n为一定的值时,即可以利用 双频观测值消去电离层延迟。 3、为什么在一般的GPS定位中广泛采用双差观测值? 答:在载波相位测量中,多余参数的数量往往非常多。解算数千 个未知数时不仅数据处理的工作量十分庞大,而且对计算机以及 作业人员的素质也会提出较高的要求,此外,此外未知参数过多 对解的稳定性也会产生不利的影响。采用双差观测值可以消去接
0 0 N Fr ϕ = + 0 % ，实际观测值是 Fr0 (不足一整周的波长)。 对于后续的某一个历元观测时刻（ti 时刻），载波相位观测中， 0 i ( )i ϕ% i =++ N Fr Int φ ，实际观测值是 和 。 Fr（不足一整周的波长） i ( )i Int φ （整周计数） 2、列出必要公式来说明怎样利用双频观测值来消除电离层延 迟？ 答： ( ) ( ) () ( ) ( ) 1 2 1 2 2 2 , 12 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 1 2 22 22 12 12 1 2 1 2 0 1 m n A f A f m n A A m n mn m n f f A A m n f f m n f f m n ff ff ρ ρ ρ ρ ρ ρρ ρ ′ = + ′ = + ×+ × ⎛ ⎞ = ⋅ +⋅ = + + + ′ ′ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎧ ⎪ + ⎨ ⎪ ⎩ + = = − − 得： ＝ 令 可解得： ＝ 其中 ρ1 ′ , ρ2 ′ 分别为载波 L1,L2 相位观测值，ρ m n, 为组合观测值的 波长 2 1 A f ， 2 2 A f 分别为载波 L1,L2 的电离层影响。 由上面的公式可以得到，当设定 m,n 为一定的值时，即可以利用 双频观测值消去电离层延迟。 3、为什么在一般的 GPS 定位中广泛采用双差观测值？ 答：在载波相位测量中，多余参数的数量往往非常多。解算数千 个未知数时不仅数据处理的工作量十分庞大，而且对计算机以及 作业人员的素质也会提出较高的要求，此外，此外未知参数过多 对解的稳定性也会产生不利的影响。采用双差观测值可以消去接
收机钟差和卫星钟差,还会消弱电离层延迟和对流层延迟,在进 行一般的GPS测量时(如布设城市控制网和工程测量等),由于 边长较短,精度要求也不是很高,因而在观测方程中通常只需引 入基线向量,整周模糊度,接收机钟差和卫星钟差,采用双差观 测值进行单基线解算时,未知参数一般只有10个左右(基线向 量3个分量及4-8个整周模糊度参数),多基线解算时也只有数 十个位置参数,用一般的计算机就可以胜任数据处理工作。因而 在一般的GPS定位中广泛采用双差观测值 4、什么叫多路径误差?在GPS测量中可采用哪些方法来消除或 削弱多路径误差? 答:经测站附近的反射物反射后的卫星信号若进入GPS接收机 就将与直接进入接收机的信号产生干涉,从而使观测值产生偏 差,这就是所谓的多路径误差。解决方法有 (1)选择合适的站址,远离信号反射物 (2)选择合适的接收机(装抑径板、抑径圈,抑制反射信号等); (3)适当延长观测时间;
收机钟差和卫星钟差，还会消弱电离层延迟和对流层延迟，在进 行一般的 GPS 测量时（如布设城市控制网和工程测量等），由于 边长较短，精度要求也不是很高，因而在观测方程中通常只需引 入基线向量，整周模糊度，接收机钟差和卫星钟差，采用双差观 测值进行单基线解算时，未知参数一般只有 10 个左右（基线向 量 3 个分量及 4－8 个整周模糊度参数），多基线解算时也只有数 十个位置参数，用一般的计算机就可以胜任数据处理工作。因而 在一般的 GPS 定位中广泛采用双差观测值。 4、什么叫多路径误差？在 GPS 测量中可采用哪些方法来消除或 削弱多路径误差？ 答：经测站附近的反射物反射后的卫星信号若进入 GPS 接收机 就将与直接进入接收机的信号产生干涉，从而使观测值产生偏 差，这就是所谓的多路径误差。解决方法有 (1) 选择合适的站址，远离信号反射物； (2) 选择合适的接收机（装抑径板、抑径圈，抑制反射信号等）； (3) 适当延长观测时间；