武大《GPS原理及其应用》2006-2007 第二学期GPS考试试卷标准答案 A 卷

武汉大学测绘学院

2006—2007学年第二学期期末考试 《GPS原理及其应用》课程试卷标准答案 A 卷

一、 填空题（每空1分，共18分）

1. 目前正在运行的全球卫星导航定位系统有 GPS 和 GLONASS 。我国组建的第一代卫星导航定位系统称为 北斗卫星导航定位系统 ，欧盟计划组建的卫星导航定位系统称为 GALILEO 。

2. 全球定位系统是由空间部分、地面监控部分和 用户 部分组成的。其中地面监控部分是由 主控站 、 监测站 、 注入站 、和 通信及辅助系统 组成的。

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. 测码伪距观测值所受到的电离层延迟与 总电子含量 (TEC) 成正比，与 信号频率的平方 成反比。

5. 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 不变化 ，当信号为“1”时，载波的相位 变化180度 。

6. 在GPS定位中，我们在接收机间求一次差后可消除 卫星钟差 参数，继续在卫星间求二次差后可消除 接收机间的相对钟差 参数，再在历元间求三次差后可消除 双差整周模糊度 参数。 二、 名词解释（每小题5分，共30分）

1、整周跳变：在载波相位测量中，整周计数是[t0,ti]时间段内的累积值，Fr(?)则是一个瞬时观测值，观测时若由于卫星信号被挡等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，这种Int(?)出错Fr(?)正确的现象称整周跳变。

2、多路径误差：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。

3、静态相对定位载波测量：利用载波相位测量的观测值，确定处于静止状态，同步跟踪相同的GPS卫星的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法，成为静态相对定位载波测量。

4、导航电文：是GPS卫星发播的用于导航定位的信息，包括卫星在空间的位置、卫星钟差、卫星工作状态、电离层延迟等，是二进制代码。

5、相对论效应：由于卫星钟和接收机钟所处的重力位不同，运动速度不同而导致钟的误差，前者为广义相对论效应，后者为狭义相对论效应，对GPS卫星而言，其综合影响平均为4.45?10?10?f，可在生产原子钟时调低其频率的方法来解决，其变化部分需用公式加以改正。

6、GPS RTK技术：是GPS差分测量中的实时动态定位技术，他的组成由参考基准站、流动站、以及数据通信链。参考站把伪距和载波相位观测值以及站坐标信息实时发送给流动用户，流动用户结合本身的观测值进行实时结算，获得精确的坐标。 三、 问答题（每小题10分，共30分）

1．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，还会削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。

2．为什么说快速而准确地确定整周模糊度是载波相位测量中的关键问题？ 答：(1) 精确的Fr(?)及修复周跳后的整周计数只有与正确的N配合使用才有意义，

N出错将严重损害定位精度和可靠性。

(2) 在一般的GPS测量中，定位所需的时间即为确定模糊度所需的时间，快速 确定N对提高GPS定位速度，提高作业效率具有重要作用。 3．什么是宽巷观测值？如何利用宽巷观测值？

答：宽巷观测值?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?wide?lane??L??L。其对应

12的频率为fwide?lane?fL?fL?347.82MHz，对应的波长为?wide?lane?86.19cm，对应的整周模糊度为

12Nwide?lane?NL1?NL2。由于宽巷观测值的波长达86cm，利用它可以很容易准确确定其整周模糊度，进而准确确定N1和

N2。

四、计算题（22分）

探测下列相位观测值序列中是否有周跳发生，若有周跳，指出发生周跳的位置，估计周跳的大小，并修复下列相位观测值序列

序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ 9 10 11 12 载波相位观测值 -2192048.46 -2201569.26 -2210958.51 -2220216.38 -2229343.38 -2238339.56 -2247203.34 -2255875.57 -2264474.55 -2272939.82 -2281273.22 -2289474.42 -9520.8 -9389.25 -9257.87 -9127 -8996.18 -8863.78 -8672.23 -8598.98 -8465.27 -8333.4 131.55 131.38 130.87 130.82 132.4 191.55 73.25 133.71 131.87 １ ２ ３ -0.17 -0.51 -0.05 1.58 59.15 -118.3 60.46 -1.84 ４ ５ ６ ７ ８ 9 10 11 12 -2192048.46 -2201569.26 -2210958.51 -2220216.38 -2229343.38 -2238339.56 -2247203.34 -2255935.57 -2264534.55 -2272999.82 -2281333.22 -2289534.42 -8201.2 132.2 0.33 有周跳发生；在7、8之间发生周跳 –60周。修复后的结果见右表。

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