GPS测量与数据处理复习(2)

2020-04-17 05:00

4.13 对流层延迟对 GPS 信号不具备色散效应?P107

对于微波信号来说,由于其波长太长,所以对流层不存在色散效应。

4.14 什么是多路径误差,如何削弱?P118

由于多个路径的信号传播所引起的干涉时延效应,削弱: 1、选择合适的站址

2、选择合适的GPS接收机 3、适当延长观测时间

第 5 章

5.1 什么是伪距?P126

由于受到卫星钟与接收机钟不同步误差以及电离层延迟和对流层延迟的影响,由GPS观测而得的GPS观测站到卫星的距离并不是真正的距离,故称“伪距”。

5.2 测码伪距观测方程及其各符号的含义? P130

?i?(Xi?X)2?(Yi?Y)2?(Zi?Z)2?cVt?cVt?(Vion)i?(Vtrop)i(i=1,2,3.....)

Rs~T?i:伪距观测值;(Xi,Yi,Zi):根据卫星星历所求得的卫星在空间的位置;(X,Y,T:接收机观测瞬间在空间的位置;c:光速;VtR:接收机钟差;Vts:卫星钟差;(Vion)Z)i:

~电离层延迟改正;(Vtrop)i:对流层延迟改正

5.3 什么是码分多址技术

CDMA(码分多址)是一种以扩频通信为基础的载波调制和多址连接技术。

5.5 用测距码测定伪距的原因是什么?P128 1、易于将微弱的卫星信号提取出来 2、可提高测距精度

3、便于码分多址技术对卫星信号进行识别和处理 4、便于对系统进行控制和管理

5.6 进行载波相位测量的原因是什么?P131

测距码的码元宽度较大,因而测量精度不高,只能满足卫星导航和低精度定位的要求。

5.7 什么是重建载波?P131

由于GPS信号中已用二进制相位调制的方法在载波上调制了测距码和导航电文,因此接收到的卫星信号(调制波)的相位已经不再连续。

5.8 载波相位测量的实际观测值?P135

??int(?)?Fr(?)

int(?):整周计数;Fr(?):不足一周的部分

5.9 载波相位观测方程及其各符号的含义?P135

~?i(Vion)i(Vtrop)i?i??fVt?fVt?Ni?????

~Rs?i?(Xi?X)2?(Yi?Y)2?(Zi?Z)2?i:卫星到接收机的几何距离;f::载波频率;?:载波波长;Vt:接收机钟差;Vt:卫

R

s星钟差;(Vion)(Vtrop)i:电离层延迟改正;i:对流层延迟改正;Ni:整周整周模糊度

5.10 测相伪距观测方程及其各符号的含义?P135

?i???i?cVt?cVt??Ni?(Vion)i?(Vtrop)iRs~

?i?(Xi?X)2?(Yi?Y)2?(Zi?Z)2?i:卫星到接收机的几何距离;c:光速;?:载波波长;Vt:接收机钟差;Vt:卫星钟差;

R

s(Vion)(Vtrop)i:电离层延迟改正;i:对流层延迟改正;Ni:整周整周模糊度

5.11 GPS 测量中为什么广泛采用双差解而不采用三差解?P140 1、三差解和双差解工作量相当

2、三差解实际上是一种浮点解,几何强度较差

5.12 测站间求差,卫星间求差,历元间求差各自的优点是什么?

测站间求差:1.消去卫星钟差影响;2.削弱电离层延迟误差;3.削弱对流层延迟误差;4.削弱卫星星历误差

卫星间求差:1.消去接收机钟差影响;2.进一步削弱电离层延迟误差、对流层延迟误差、卫星星历误差

历元间求差:1.消去整周模糊度;2.电离层延迟误差、对流层延迟误差、卫星星历误差削弱至很小

5.13 单差、双差、三差的主要目的是什么?P136 单差:消去卫星钟差影响 双差:消去接收机钟差影响 三差:消去整周模糊度

5.14 单差、双差、三差方程个数及方程中未知数个数的计算?

单差:??ij(t1) 方程个数=卫星数?历元数,5个未知数

pq(卫星数-1)?历元数,4个未知数 双差:??ij(t1) 方程个数=pq(卫星数-1)?(历元数-1)三差:??ij,3个未知数 (t1,t2) 方程个数=

p

5.15 求差法的缺点是什么?P140 1、数据的利用率较低

2、受到观测值之间的相关性的影响 3、解的通用性差

5.16 宽巷与窄巷组合的优缺点是什么?P142

宽巷优点:宽项观测值波长达86cm,很容易准确确定其整周模糊度

缺点:测量噪声较大 窄巷优点: 缺点:

5.17 什么是周跳,产生周跳的原因是什么?P144

由于某种原因在两个观测历元间的某一段时间计数器中止了正常的累计工作,从而使整周计数较应有指少了n周,那么当计数器恢复正常工作后,所有的载波相位观测值中的整周计数便会含有同一偏差值——较正常值少n值。这种整周计数出现系统偏差而不足一周的部分仍然保持正确的现象称为整周跳变,简称周跳。 原因:卫星信号被某障碍物阻挡而无法到达接收机;由于外界干扰或接收机所处的动态条件恶劣而引起卫星信号失锁等。

5.18 高次差法探测与修复周跳的能力如何? 较小的周跳不易发现

5.19 高次差法探测与修复的原理?P145

一次差实际上就是相邻两个观测历元卫星至接收机的距离之差(以载波的波长?为长度单位),也等于这两个历元间的卫星的径向速度(

d?)的平均值与采样间隔(ti?ti?1)的乘dt积,而径向速度的变化就要平缓得多。同样,在两个相邻的一次差间继续求差就可求得二次

d2?差。二次差为卫星的径向加速度(2)的平均值与采样间隔之乘积,变化更加平缓。采

dt用同样的方法求至四次差时,其值已趋近与零,其残余误差已经呈偶然误差特性。

5.20 什么是整周模糊度? 整周模糊度又称整周未知数,是在全球定位系统技术的载波相位测量时,载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。

5.21 什么是走走停停(Go and Stop)法?P153

首先通过初始化的过程来快速确定整周模糊度,然后再通过对卫星进行连续观测(包括接收机在迁站过程中)来保持和传递这些整周模糊度,这样当接收机迁至新的测站后,就无需重新确定整周模糊度,用少数几个历元的观测值就能在短基线向量上获得厘米级的定位结果。

5.22 什么是快速静态定位法?

5.23 什么是单点定位,其成果属于什么坐标系?P160

利用卫星星历及一台 GPS 接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐标系中绝对坐标的方法,也称绝对定位。 其成果属于卫星星历所采用的坐标系(WGS-84)

5.24 单点定位的误差源有哪些?

卫星星历误差及卫星钟误差:包括卫星位置误差和卫星钟差

5.25 什么是 PPP 技术?P162

精密单点定位指的是利用载波相位观测值以及由IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。

5.26 什么是相对定位;静态定位;动态定位;准动态定位?p162

相对定位:确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置(坐标差) 定位方法

静态定位:如果待定点在地固坐标系中的位置没有可觉察到的变化,或虽然有可察觉到的变 化,但由于这种变化是如此缓慢,以致在一个时段内(一般为数小时至数天)可略而不计,只有在第二次复测时(间隔一般为数月至数年)其变化才能反映出来,因而在进行数据处理时,整个时段内的待定点坐标都可以认为是固定不变的一组常数。确定这些待定点的位置成为静态定位。

动态定位:如果在一个时段内,待定点在地固坐标系中的位置有显著变化,每个观测瞬间待定点的位置各有不同,则在进行数据处理时,每个历元的待定点坐标均需作为一组未知参数,确定这些载体在不同时刻的瞬间位置的工作称为动态定位。

准动态定位:由于迁站过程中,接收机需向动态测量中一样保持对卫星的连续观测,故有人将其称为准动态定位。

5.27 什么是 RTK、它的构成部分有哪些?p168

RTK是一种利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术。由基准站和流动站构成。

5.28 RTK 软件应具有哪些功能?p168 1.快速而准确地确定整周模糊度 2.基线向量解算

3.结算结果的质量分析与精度评定

4.坐标转换,即可根据已知的坐标转换参数进行转换,也可根据公共点的两套坐标,自行求

解坐标转换参数

5.29 RTK 的特点及缺陷?p168

1.随着流动站与基准站之间的距离的增加,各种误差的空间相关性迅速下降,导致观测时间的增加,甚至无法固定整周模糊度而只能获得浮点解,因此在RTK测量中流动站与基准站之间的距离一般为15km以内。

2.由于流动站的坐标只是根据一个基准站来确定的,因此可靠性较差。

5.30 什么是 PPK 技术?p168

PPK技术是一种与RTK相对应的技术,这是一种利用载波相位观测值进行事后处理的动态相对定位技术。

5.31 网络 RTK 技术产生的背景?p169

在常规RTK测量中,我们需要对流动站与基准站之间的距离加以限制(15km),以便使基准站和流动站之间能保持较好的空间相关性,从而把残余误差控制在允许范围内,以确保定位精度。

5.32 网络 RTK 技术及其构成?p169

构成:基准站网、数据处理及数据播发中心、数据通信链路、用户

5.33 网络 RTK 技术中常用的方法有哪些?p170 1.虚拟参考站技术 2.主辅站技术 3.区域改正数法

5.34 什么是 CORS 系统?p171

连续运行参考系统(CORS )是一种以提供卫星导航定位服务为主的服务系统

5.35 CORS 系统的功能有哪些?p171

1.CORS 系统可以向系统覆盖范围内的地面车辆、船舶和飞机等交通运输部门的用户提供差分GPS服务及车辆的调度、管理等服务。

2.CORS 系统可以向工程测量、数字测图、地籍测量、GIS数据采集及更新的用户提供网络RTK服务,使这些用户能快速地获得厘米级的定位结果,从而成为获取空间地理信息的一种有效手段。

3.大地测量用户即使只用一台接收机进行观测,也可以通过下载周围的参考站的载波相位观测值和站坐标的方法来实现高精度的静态相对定位,进而获得精确的大地坐标。

4.利用各参考站上所进行的长期连续的GPS观测值,不难求出这些站在不同时间的站坐标序列,从而为系统覆盖区提供一组动态的大地测量参考框架。

5.由于在求解参考站的站坐标(基线向量)的同时还能精确地确定参考站钟的钟差(相对钟差),因而时间服务部门也可以利用CORS系统来进行高精度的授时或时间比对工作。 6.GPS气象学研究:在数据处理过程中,还可以较准确地估计出不同时间参考站天顶方向的总的对流层延迟量。根据参考站上的气象观测数据,并利用对流层延迟模型也可求得对流层延迟中的流体静力学延迟(对流层延迟中干分量),将总延迟减去流体静力学延迟后即可求得对流层延迟中的湿分量,进而可解出测站上空的水汽含量及可降水分,用于大气预报及气


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