GPS测量原理与应用 试卷A卷
考试方式：闭卷 考试时间：120分钟 卷面总分：100分
题 号 一 二 三 四 五 总成绩 合分人 得 分
得 分 评阅人 一、填空（每空0.5分，共10分）
1、GPS系统包括三大部分：空间部分—— ；地面控制部
分—— ；用户部分—— 。 2、GPS系统的空间部分由 颗工作卫星及 颗备用卫星组成，它们均匀分布在 个近似圆形轨道上。
3、GPS工作卫星的地面监控系统包括一个 、三个 和五个 。
4、GPS卫星位置采用 大地坐标系。
5、GPS系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定而连续的 时间系统。 6、GPS卫星星历分为 和 。
7、GPS接收机依据其用途可分为： 接收机、 接收机和 接收机。
8、在GPS定位工作中，由于某种原因，如卫星信号被暂时阻挡，或受到
外界干扰影响，引起卫星跟踪的暂时中断，使计数器无法累积计数，这种现象称为 。 第1页 共6页 ：10、根据不同的用途，GPS网的图形布设通常有：点连式、 、
和 四种基本方式。选择什么样的组网，取决于工程所要求的精度、野外条件及GPS接收机台数等因素。
得 分 评阅人
二 、名词解释（每题3分，共18分）
1、伪距
2、GPS相对定位
3、观测时段
4、同步观测环
5、后处理星历
6、静态定位 第2页 共6页
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三 、简答（每题6分，共36分）
1、简述GPS系统的特点
2、简述接收机的主要任务。
3、简述无摄运动中开普勒轨道参数。
4、简述伪距定位观测方程中划横线参数的含义。
式中，j 为卫星数，j = 1 , 2 , 3 ,… 第 3页 共6页 5、减弱电离层影响的措施。 ：业
6、简述快速静态定位的作业方式。
得 分 评阅人
四 、论述（共23分）
1、什么是伪距单点定位？说明用户在使用GPS接收机进行伪距单点定位时，
为何需要同时观测至少4颗GPS卫星？（13分）
?? ?? ???? 2、什么是多路径误差 ? 试述消弱多路径误差的方法。 第4页 共6页 （10分） ? ? ?????????????????
得 分 评阅人
五 、综合分析（共13分）
根据下列控制网的图形，用三台天宝4800双频接收机作业，
相邻点的距离约1 km，仪器迁移时间约20-30分钟，已知接收机的使用序号和机号如下表，要求最少有三个同步观测环，同步观测时间为1小时。
序号 1 2 3 机号 2919 2930 5306 （1）编写定位的先后次序（6分）。
一、填空（每空0.5分，共10分）
1. GPS卫星星座；地面监控系统； GPS接收机 2. 21；3；6
3. 主控站；注入站；监测站 4. WGS-84 5. GPS
6. 预报星历；后处理星历 7. 导航型；测地型；授时型 8. 整周跳变（周跳）
9. 边连式；网连式；边点混合连接
二 、名词解释（每题3分，共18分）
1. 伪距：就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出
的量侧距离。由于卫星钟、接收机钟的误差以及信号经过电离层和对流层的延迟，量侧距离的距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值，因此，称量侧距离的伪距。
2. GPS相对定位：是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两
台接收机天线之间的相对位置。
3. 观测时段：测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段称为观测时
段，简称时段。
4. 同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。 5. 后处理星历：一些国家某些部门，根据各自建立的卫星跟踪占所获得的对GPS卫
星的精密观测资料，应用与确定广播星历相似的方法而计算的卫星星历。 6. 静态定位：如果在定位时，接收机的天线在跟踪GPS卫星过程中，位置处于固定
不动的静止状态，这种定位方式称为静态定位。
三 、简答（每题6分，共36）
1. 简述GPS系统的特点
1) 定位精度高 （1分） 2) 观测时间短 （1分） 3) 测站间无需通视 （1分）
4) 可提供三维坐标 （1分） 5) 操作简便（0.5分） 6) 全天候作业（1分） 7) 功能多，应用广（0.5分） 2. 简述接收机的主要任务。
当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行（2分）；对所接收到的GPS信号，具有变换、放大和处理的功能（2分）；测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间（2分）。 3．简述无摄运动中开普勒轨道参数。
轨道椭圆的长半径；（1分）
轨道椭圆偏心率（或轨道椭圆的短半径）；（1分） 卫星的真近点角；（1分） 升交点赤经；（1分） 轨道面倾角；（1分） 近地点角距。（1分）
4. 简述伪距定位观测方程中划横线参数的含义。 5. 减弱电离层影响的措施。
利用双频观测;（2分）
利用电离层改正模型加以改正;（2分） 利用同步观测值求差。 （2分） 6. 简述快速静态定位的作业方式。
在测区中部选择一个基准站，并安置一台接收设备连续跟踪所有可见卫星(3
分)；另一台接收机依次到各点流动设站，每点观测数分钟(3分)。
、论述（共23分）
四1. 什么是伪距单点定位？说明用户在使用GPS接收机进行伪距单点定位时，为何需
要同时观测至少4颗GPS卫星？（13分）
根据GPS卫星星历和一台GPS接收机的伪距测量观测值来直接独立确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对坐标的方法叫单点定位，也叫绝对定位。（5分）
由于进行伪距单点定位时，每颗卫星的伪距测量观测值中都包含有接收机钟差这一误差，造成距离测量观测值很不准确。（4分）需要将接收机钟差作为一个未知数加入到伪距单点定位的计算中，再加上坐标三个未知数，所以至少需要4个伪距观测值，即需要同时观测至少4颗GPS卫星。 （4分）
2、什么是多路径误差?试述消弱多路径误差的方法。（10分）
在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号进入接收机天线，这 就和直接来自卫星的信号产生干涉，从而使观测值偏离真值，产生多路径误差。（5分）
消多路径误差的方法: （1）选择合适的站址
a、 测站应远离大面积平静地水面; （1分） b、 测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中; （1分） c、 测站应离开高层建筑物 . （1分） （2）对接收机天线的要求
a、在天线中设置抑径板（1分）
b、接收天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用。（1分）
、综合分析（共13分）
仅为参考答案。 1）编写定位的先后次序。（6分）
观测时段1：A点（接收机1）、B点（接收机2）、D点（接收机3）（2分）
观测时段2：A点（接收机1）、B点（接收机2）、C点（接收机3）（2分） 观测时段3：B点（接收机2）、C点（接收机3）、D点（接收机1）（2分）
（2）写出三个同步观测环和一个独立环。（4分）
同步观测环：
观测时段1的AB、BD、AD三边所组成的闭合环；（1分） 观测时段2的AB、BC、AC三边所组成的闭合环；（1分） 观测时段3的BC、CD、BD三边所组成的闭合环；（1分） 独立环：
观测时段1的AB、AD和观测时段3的BD三边所组成的闭合环；（1分）
（3）根据下图PDOP值选择每一个同步观测环最佳的观测时段。（3分）
在这三个时间段内选择较好：
4：00-9：00 14：00-16：00 18：00-20：00 观测时段1：6：00-7：00（1分） 观测时段2：14：-15：00（1分） 观测时段3：19：00-20：00（1分）
五
（
（2）写出三个同步观测环和一个独立环。（4分）
第5页 共6页 第6页 共6页
（3）根据下图PDOP值选择每一个同步观测环最佳的观测时段。（3分）