《GPS定位原理及应用》试卷1

一、名词解释[30分，1、2题各3分，3～8题各4分]

1、卫星轨道平面直角坐标系2、相对论效应3、CORS系统4、大气折射

5、多路径效应6、周跳7、坐标联测点8、岁差

二、判断题[15分，每题1分]

以下说法是否正确？正确的打“√”，错误的打“╳”。

1、瞬时天球坐标系和瞬时地球坐标系的原点相同，Z轴指向相同，但X轴指向不相同。（）

2、测站对卫星的高度角和方位角在WGS-84空间直角坐标系中表示最为方便。（）

3、GPS卫星的核心设备是原子钟，为GPS测量提供高精度的时间标准。（ ）

4、GPS网的内可靠性亦称观测的可控性，是指在一定的显著水平和检验功效下，用数理统计方法所能探测出的在基线向量中存在的最小粗差。（）

5、以春分点为参考点，以春分点的周日视运动确定的时间系统称为世界时。（）

6、北斗系统空间部分由地球同步轨道卫星、倾斜轨道卫星和中圆轨道卫星组成。（）

7、在GPS测量中，描述卫星的运行位置和状态是在空间固定的坐标系统中进行的。（）

8、GPS数据预处理的主要目的，是对原始观测数据进行编辑、加工与整理，分流出各种专用的信息文件，为进一步的平差计算做准备。（）

9、卫星的真近点角是，卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角它确定了卫星在轨道上的瞬时位置。（）

10、一般来说, GDOP值越大，所测卫星在空间的分布范围越合理；反之，所测卫星的分布越差。（）

11、在GPS测量中，大气折射误差以及测站的多路径效应误差都属于偶然误差（）

12、与绝对定位相比，相对定位的定位精度得到了明显的提高，这是由于两测站上的公共误差具有相关性而取得的。（）

13、在GPS测量中，采用双频改正技术，可以消除或削弱电离层延迟对定位成果的影响，但不能削弱对流层延迟对定位成果的影响。（）

14、GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。GPS网的基准设计，实质上主要是指确定网的方位基准问题。（）

15、GPS网的非经典自由网平差，是仅具有必要起始数据的平差方法。对于GPS网来说，即仅具有一个起始点，其坐标值在平差中保持不变。（）

三、多重选择题[15分，每题1.5分]

每小题中有1个或多个正确答案，将正确答案的字母填入题中的括号内。对于多项选择，必须全部正确选项都选出后方可得分。

1、GPS时间系统（）

A、全球定位系统(GPS)建立了专用的时间系统B、由GPS的主控站原子钟所控制

C、起点与协调世界时系统相同D、采用原子时秒长E、不连续的时间系统

2、WGS-84大地坐标系（）

A、美国国防部研制确定的大地坐标系B、原点在地球质心

C、Z轴指向BIH 1984.0定义的协议地球极(CTP)方向

D、X轴指向BIHl984.0的零子午面和CTP赤道的交点

E、Y轴与Z、X轴构成右手系

F、长半轴a＝6378140(m)，扁率f=1/298.257

3、开普勒轨道根数（）

A、轨道椭圆的长半径a及其偏心率e确定了椭圆的形状和大小；

B、近地点角距ω和轨道平面倾角i唯一地确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向；

C、卫星的真近点角

V

表达了开普勒椭圆在轨道平面上的定向；

D、升交点赤经Ω确定了卫星在轨道上的位置；

E、椭圆的一个焦点与地球质心重合。

4、求差法既有优点，也有缺点，其缺点表现在（）

A、数据利用率较低，好的观测值因与之配对的数据出问题而无法被利用；

B、引进了比位置矢量更为复杂的基线矢量；

C、差分观测值是相关的，增加了计算工作量；

D、两站间的数据采样率不同时，则无法求差；

E、采用求差法时多余参数已被消去，因此难以对这些参数作进一步研究；

F、在求差过程中有效数字将迅速减少，计算中凑整误差等影响将增大。

5、当测站距离较近时，在双差观测值中（）

A、消除了卫星钟钟差的影响B、削弱了电离层、对流层的影响

C、削弱了卫星星历误差的影响D、消除了接收机钟钟差的影响

6、下列关于GPS测量误差的描述，正确的有（）

A、轨道误差属于系统误差B、卫星钟差属于偶然误差

C、接收机钟差属于偶然误差D、大气折射的误差属于系统误差

E、多路径效应引起的误差属于偶然误差

F、观测误差属于偶然误差

7、以下关于对流层（延迟）的说法，正确的有（）

A、对流层指从地面向上 50km 部分的大气层，包括对流层和平流层

B、对流层延迟由干气延迟和湿气延迟两部分组成

C、常用的对流层改正模型有Klobachar模型和Saastamoinen模型

D、当测站间距离较远或者两测站的高差相差甚大时，两测站的对流层延迟的影响在差分观测值中仍不可忽视

E、在某一测站，随着高度角的增加，对流层延迟逐渐减小；地平方向时对流层延迟最小，天顶方向时对流层延迟最大。

F、对于高精度GPS监测，除了要考虑监测距离要适当外，还应考虑测站间的高差不要太大。

8、关于GPS网图形设计的一般原则

，以下说法正确的有（）

A、GPS网一般应通过同步观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可靠性。

B、GPS网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点不应少于3个(不足时应联测)且在网中应分布均匀，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。

C、GPS网点应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点，以便为大地水准面的研究提供资料。

D、为了便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。

E、为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点，以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大于 300m 。

9、以下关于GPS测量的观测成果的外业检核，正确的有（）

A、是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节

B、检核项目主要包括同步边观测数据检核、重复边检核、同步环闭合差检核和异步环闭合差检核

C、外业观测成果的检核，可以发现观测值中是否含有小的粗差

D、外业观测成果的检核，可以衡量GPS网的可靠性

E、GPS网本身的精度通过GPS网平差来实现

10、以下关于DOP的说法，正确的有（）

A、HDOP可用于评价绝对定位时平面位置精度

B、VDOP可用于评价绝对定位和相对定位时高程位置精度

C、PDOP只用于评价绝对定位时三维位置精度

D、TDOP只用于评价绝对定位时接收机钟差精度

E、GDOP可用于评价绝对定位和相对定位时三维位置和时间误差综合影响的精度

四、简答题（25分）

1、什么叫GPS信号接收机？其作用是什么？（8分）

2、在GNSS测量中，对点位有何要求？（6分）

3、GPS网图形设计的一般原则是什么？（11分）

五、计算题（15分）

1、下图是一设计的小型GNSS控制网。采用R1～R4四台GNSS接收机进行观测：

1）试做出接收机的调度方案。

2）一个时段的总基线数和独立基线数为多少？

3）该GNSS网总基线数、必要基线数、独立基线数、多余基线数、D01～D04边的重复基线数各是多少？

4）该GNSS网的平均多余观测分量是多少？