GPS复习提纲
GPS期末整理
11地本钟福昌整理GPS期末复习整理（全）第一章绪论【重点】1、各种卫星导航系统的构成、工作流程、各部分作用、GPS系统的特点【整理】GPS的含义：课件：（卫星测时测距导航／全球定位系统）全球定位系统（GPS）是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。
课本（P2）：GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
【整理】卫星导航系统分类：①根据用户接收机是否发射信号分类：无源系统、有源系统②按测量的参数分类：测距导航系统测距离差导航系统卫星多普勒导航系统测角导航系统混合系统③按卫星运行轨道的高度分类：低轨道（近地轨道）900~2,700km中高轨道13,000~20,000km同步轨道36,000km④按工作区域分类：全球覆盖系统、区域覆盖系统【整理】GPS系统的特点：定位精度高；观测时间短；测站间无需通视；可同时提供三维坐标；操作简便；全天候作业；功能多、应用广【整理】GPS系统组成：GPS系统构成作用空间部分GPS 卫星①向用户发送导航定位信号。
②接收注入站发送的导航电文和其他信息。
③接收调度命令，改正运行偏差或启用备用时钟。
地面控制部分主控站（1个）①采集数据②编辑导航电文③诊断功能④调整卫星注入站（3个）将主控站发来的导航电文注入到相应的卫星存储器监测站（5个）为主控站提供卫星的观测数据、气象数据用户设备部分GPS 信号接收机①捕获卫星信号、跟踪卫星运行。
②对接收的GPS 信号进行变换、放大和处理。
③测出信号传播时间，解译导航电文。
④实时计算测站的三维坐标、三维速度和时间。
【整理】北斗卫星导航系统：①第一代是区域系统(北斗导航试验系统)——双星区域卫星定位系统；4颗卫星：两颗工作，两颗备用②第二代是全球系统：A、三大功能：快速定位、简短通信、精密授时B、B、时间系统：北斗时（BDT）溯源到协调世界时UTC（NTSC），与UTC的时间偏差小于11地本钟福昌整理100纳秒。
GPS原理与应用复习纲要
GPS复习纲要题型一、单项选择题（5题，共15分）二、多项选择题（5题，共15分）三、填空题（10题，共20分）四、名词解释（3题，共12分）五、简答题（4题，共38分）第一章一、GPS的用途：测量，导航定位、测速、测时及授时；二、GPS系统的系统构成，说明每一部分的构成和作用；(习题2)三、其他卫星定位导航系统：——北斗（中国）、伽利略（欧洲），GLONASS（俄罗斯）；第二章2.1A．天球及相关概念（如：天极、黄道、春分点等）天球：是指以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。
天轴：地球自转轴的延伸直线称之为天轴。
天极：天轴与天球的交点称为天极。
黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆。
春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点称为春分点。
B．天球坐标系（定义）--协议、瞬时天球坐标系，坐标轴指向--岁差与章动的概念岁差：在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，在天文学中称为岁差。
章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，形成椭圆轨迹，这种现象称为章动。
--坐标系旋转变换坐标系XYZ，保持原点不动，围绕Z轴旋转角度a，得到新坐标系xyz，那么旧坐标系一点（X,Y,Z）在新坐标系中的坐标（x，y，z）满足：2.2，2.3A．地球坐标系--瞬时、协议地球坐标系，坐标轴指向--极移的概念极移：地级点在地球表面上的位置是随时间而变化的，这种现象称之为地级移动，简称为极移。
B．协议地球、协议天球坐标系的转换2.4，2.5A．参心坐标系：原点一般不在地球质心--1954北京坐标系和1980西安坐标系均为参心坐标系B．WGS-84--GPS使用，定位在该坐标系下的计算--协议地球坐标系（原点在地球质心）2.6A．世界时系统--恒星时、太阳时、世界时的概念恒星时：若以春分点为参考点，由春分点的周日视运动所确定的时间，称为恒星时。
(完整word版)GPS测量原理与应用复习资料
GPS 测量原理及应用第一章绪论•GPS 的含义：全球定位系统（GPS）是一个空基全天候导航系统，它由美国国防部开发，用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。
•卫星导航系统分类：①按用户接收机是否发射信号分类：无源系统、有源系统。
②按测量的参数分类：测距导航系统、测距离差导航系统、卫星多普勒导航系统、测角导航系统、混合系统。
③按卫星运行轨道高度分类：低轨道（近地轨道）、中高轨道、同步轨道。
④④按工作区域分类：全球覆盖系统、区域覆盖系统。
–北斗一号卫星导航定位系统：①北斗导航系统同时具备定位与双向通信能力，可以独立完成移动目标的定位与调度功能；GPS 系统本身不具备通信能力，需要和其他通讯系统结合才能实现移动目标的远程定位与监控功能。
②北斗导航系统是区域性导航系统；GPS系统是全球性导航系统。
③北斗导航系统是由我国自主控制；GPS系统是由美国军方控制。
–欧盟伽利略系统：①空间段：由分布在三个轨道上的30 颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，每个轨道面上有10 颗卫星（9 颗正常工作，1 颗运行备用）；轨道面倾角56 度。
②地面段：包括全球地面控制段、全球地面任务段、全球域网、导航管理中心、地面支持设施地面管理机构。
③用户：用户端主要就是用户接收机及其同等产品，伽利略系统考虑将与GPS、GLONASS 的导航信号一起组成复合型卫星导航系统，因此用户接收机将是多用途、兼容型接收机。
–前苏联GLONASS 系统：星座轨道为3个等间距椭圆轨道，轨道面间夹角120°，轨道倾角64.8°，偏心率0.01，每个轨道上等间距地分布8颗卫星。
卫星离地高度19100km，绕地运行周期为11 时15 分，地迹重复周期为8 天，轨道同步周期17圈。
其卫星轨道倾角大于GPS卫星轨道倾角，所以在高纬度地区的可视性好。
面控制系统包括1 个系统控制中心、1 个指令跟踪站，网络分布于俄罗斯境内。
GPS原理与应用复习重点
GPS原理与应用复习重点1.子午卫星系统释义：美国海军研发、开发、管理的第一代卫星导航定位系统，又称海军卫星导航系统。
原理：多普勒测量局限性：①.一次定位所需时间过长；②.不是一个连续、独立的导航系统；③.测量所需时间长，作业效率偏低；④.定位精度偏低。
2.SA技术（政策）——选择可用性释义：美国政府从其国家利益出发通过降低广播星历精度（ε技术）和使卫星钟频快速变化（δ技术）等方法，人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。
3.AS技术（政策）——反电子欺骗释义：在P码上加上严格保密的W码，使其模二相加产生完全保密的Y码。
这是美国国防部为防止敌对对P码进行电子欺骗和干扰而采取的一种措施，仅在特殊情况下启动。
4.全球卫星导航系统（GNSS）组成：①.美国——GPS；②.俄罗斯——GLONASS；③.欧盟——Galieo。
5.北斗卫星导航定位系统性质：区域性的有源导航系统。
特点：投资小；建成快；具有一定的通信能力。
组成及功能：①.空间部分：由2～3颗地球同步卫星组成。
负责完成地面中心控制站与用户终端之间的双向电信号中转。
②.地面中心站：连续发射无线电信号，接收用户终端的应答信号，完成所有用户定位数据的处理和交换工作，并将计算结果发给各个用户。
是整个导航系统的中枢。
③.用户终端：接收经卫星转发的来自地面中心站的测距信号，注入相关信息后，用上述频率向卫星发出应答信号，再由卫星转给地面中心站，以进行信号传播时间的量测和定位导航计算。
工作原理及作业流程：①.地面中心站向一颗卫星发射信号，卫星将该信号放大后再发给用户；②.用户终端接收到转发的信息后发出应答信号，分别经两个卫星中转传回地面中心站；③.地面中心转在接收到卫星中转的应答信号后，即可求出中心站→卫星1→用户→卫星1→中心站和中心站→卫星1→用户→卫星2→中心站的传播时间和距离。
由于中心站和两个卫星的位置是已知的，于是可以求出两个卫星分别到用户的距离，采用距离交会法能求出用户的平面位置；④.地面中心站再通过卫星将计算结果传给用户。
GPS复习资料
一、名词解释:1.天球：是以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假象的球体。
2.春分点：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时，黄道与天球赤道的交点γ。
3.大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置，用大地经度λ、大地纬度和大地高h 表示。
4.天文经纬度: 表示地面点在大地水准面上的位置，用天文经度和天文纬度表示。
5.黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆，即当地球绕太阳公转时，地球上的观测者所见到的太阳在天球上的运动轨迹。
黄道面与赤道面的夹角称为黄赤交角，约23.5°。
6.赤经：为过春分点的天球子午面与过天体的天球子午面之间的夹角。
赤纬：为原点至天体的连线与天球赤道面之间的夹角。
7.岁差：实际上地球接近于一个赤道隆起的椭球体，在日月和其它天体引力对地球隆起部分的作用下，地球在绕太阳运行时，自转轴方向不再保持不变，从而使春分点在黄道上产生缓慢西移，此现象在天文学上称为岁差。
8.章动：在太阳和其它行星引力的影响下，月球的运行轨道以及月地之间的距离在不断变化，北天极在天球上绕北黄极顺时针旋转的轨迹十分复杂。
如果观测时的北天极称为瞬时北天极（或真北天极），相应的天球赤道和春分点称为瞬时天球赤道和瞬时春分点（或真天球赤道和真春分点）。
则在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极将绕瞬时平北天极产生旋转，轨迹大致为椭圆。
这种现象称为章动。
9.极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。
10.世界时：以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时称为世界时。
11.力学时：天文学中，天体的星历是根据天体动力学理论建立的运动方程而编算的，其中所采用的独立变量是时间参数T，这个数学变量T定义为力学时。
12.原子时：以物质内部原子运动的特征为基础的原子时系统。
13.协调时：以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种折衷时间系统，称为世界协调时或协调时。
14.GPS时间系统：属于原子时系统，秒长与原子时相同，但与国际原子时的原点不同，即GPST与IAT在任一瞬间均有一常量偏差。
GPS卫星导航系统复习提纲
GPS卫星导航系统复习提纲GPS的英文全称是Navigation by Satellite Timing And Ranging/Global Position System其意为“用卫星定时和测距进行导航/全球定位系统”，或简称全球定位系统。
GPS系统组成（空间部分、地面控制部分、用户设备部分、）空间部分：24颗卫星（21+3）、6个轨道平面、55º轨道倾角、20200km轨道高度、长半轴36609KM、12小时（恒星时）轨道周期地面监控部分（4）：主控站（1个）科罗拉多•斯必灵司作用：1管理、协调地面监控系统各部分的工作2收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星3监控卫星状态，向卫星发送控制指令4卫星维护与异常情况的处理注入站（3个）：阿松森（Ascencion)、迭哥•伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(kwajalein)作用：将导航电文注入GPS卫星监测站（5个）=1个主控站+3个注入站+夏威夷（Hawaii)作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。
通讯与辅助系统问题：如果GPS地面监控部分发生故障，GPS导航功能还能不能继续使用？GPS特点：1测站间无需通视2数学模型简单且能同时确定点的三维坐标3在长距离上仍能获得高精度的定位结果4易于实现全天候观测5观测时间比较短6操作简单7功能多，应用广空固坐标系:在空间固定的坐标系，与地球自转无关，对描述卫星的运行位置和状态极其方便。
地固坐标系：与地球体相固联的坐标系对表达地面观测站的位置和处理GPS观测数据尤为方便。
岁差：北天极（NCP）绕北黄极（NEP）顺时针转动的现象。
章动：瞬时北天极围绕瞬时平北天极产生旋转，大致成椭圆形轨迹，其长半轴约9.2″，主周期约18.6年。
协议地球坐标系和协议天球坐标系关系：1）两坐标系的原点均位于地球的质心，故其原点位置相同。
2）瞬时天球坐标系的z轴与瞬时地球坐标系的Z轴指向相同。
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gps复习资料第⼀章：1.1、1.2、1.31、GPS卫星星座参数-1.1（1）GPS全球定位系统——美国，以卫星为基础的⽆线电导航定位系统，具有全能性（陆地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、连续性、实时性的导航、定位、定时功能。
能为各类⽤户提供精密的三维坐标、速度和时间。
基本参数为：卫星颗数21+3，卫星轨道⾯个数6，卫星⾼度20200KM，轨道倾⾓55°，卫星运⾏周期11h 58min（恒星时12h），载波频率1575.42MHz和1227.60MHz。
卫星通过天顶时，卫星可见时间为5h，在地球表⾯上任何地点任何时刻，在⾼度⾓15°以上，平时可同时观测6颗卫星。
GPS向⼴⼤⽤户发送的⽤于导航定位的调制波，包括载波、测距码（C/A码和P码）、数据码(D码、导航电⽂)。
全球定位传统是由空间部分、地⾯监控部分和⽤户部分组成。
其中地⾯监控部分是由主控站、监测站、注⼊站组成的。
（2）GLONASS全球导航卫星系统—俄罗斯（3）伽利略（GALILEO）全球卫星导航系统—欧盟（4）北⽃卫星导航系统（BeiDou/Compass）—中国，选⽤WGS-84坐标系（5）全球导航卫星系统GNSS—美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统、欧盟的伽利略（GLALILEO）系统和中国北⽃⼆号卫星导航定位系统共同组成的。
2、GPS系统组成-1.2GPS系统包括三⼤部分：空间部分—GPS卫星星座；地⾯控制部分—地⾯监控系统；⽤户设备部分—GPS信号接收机。
（1）GPS卫星星座——由21颗⼯作卫星和3颗在轨备⽤卫星组成GPS卫星星座，记做（21+3）GPS星座。
（p2，图1-1）24颗卫星均匀分布在6个轨道平⾯内，轨道倾⾓为55°，各个轨道平⾯之间相距60°，即轨道的升交点⾚经各相差60°。
每个轨道平⾯内各颗卫星之间的升交⾓相距90°，⼀轨道平⾯上的卫星⽐西边相邻轨道平⾯上的相应卫星超前30°。
GPS复习大纲
1．GPS信号由载波、测距码、导航电文三部分组成。
2．当前世界上主要的全球定位系统，有美国的GPS，正在恢复的俄罗斯GLONASS，正在建设的欧洲GALILEO ，以及中国的COMPASS 。
3．GPS系统的空间部分由21颗工作卫星及3颗备用卫星组成，它们均匀分布在6个轨道上，距地面的平均高度为20200 km，运行周期为11小时58分。
4.GPS系统有空间星座部分、地面监控部分、用户接收部分三部分组成。
5.测距码分为精码/P 和粗码/C/A,载波信号由 L1 、 L2 两个波段。
6.GPS的误差按照来源可以分为卫星有关误差、信号传播有关误差和接收机有关误差，其中与卫星信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差、多路径误差。
7.同步观测：两台及以上接收机同时对同组卫星进行的观测。
8.观测时段：测站上开始接收卫星信号进行观测到停止，连续观测的时间间隔。
9.数据剔除率：删除的观测值个数与应获得的观测值个数的比值。
10.对流层折射误差：由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，从而导致卫星至接收机间的几何距离偏差。
11多路径误差：在GPS测量中，如果测站周围反射物所反射的卫星信号进入接收机天线，这就将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。
12实测星历：根据地面跟踪站所获得的精密观测资料计算而得到的星历，它是一种不包括外推误差的星历13天线高：观测时接收机天线平均相位中心到测站中心标志面的高度。
14同步观测环：三台及以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。
15电离层折射误差：由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，从而导致卫星至接收机间的几何距离偏差。
16静态相对定位：设置在基线两端点的接收机相对于周围的参照物固定不动，通过连续观测获得充分的多余观测数据，解算基线向量的定位方法。
17简述GPS绝对定位原理，并举一个例子。
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GPS复习第⼀章绪论GPS的特点：1.定位精度⾼2.观测时间短3.测站间⽆需通视4.可提供三维坐标5.操作简便6.全天候⼯作7.功能多，应⽤⼴GPS相对于其它导航系统的特点:1．全球地⾯连续覆盖在地球上任何地点任何时刻，⾼度⾓15°以上，平均可同时观测到6颗卫星。
2．功能多，精度⾼（静态：毫⽶级；动态：厘⽶级）3．实时定位4．应⽤⼴泛第⼆章GPS系统组成1.GPS卫星星座2.地⾯监控系统3.GPS信号接收机按接收机⽤途可分为: 1.导航型接收机2.测地型接收机3.授时型接收机按接收机的载波频率分为：1.单频接收机2.双频接收机按接收机通道数分类：1.多通道接收机 2.序贯通道接收机3.多路多⽤通道接收机按接收机的⼯作原理分类：1.码相关型接收机2.平⽅型接收机 3.混合型接收机4.⼲涉型接收机GPS接收机的组成及⼯作原理:码相关技术平⽅技术综合型技术GPS接收机主要由GPS接收机天线，GPS接收机天线单元，GPS接收机主机单元和电源三部分组成第三章GPS定位的坐标系统和时间系统坐标系的类型：1.地球坐标系：固定在地球上的坐标系2.天球坐标系：与地球⾃转⽆关天球坐标系与地球坐标系：空间直⾓坐标系（便于进⾏坐标转换，三个基本要素）天球坐标系（确定卫星位置）⼤地坐标系（确定观测站位置）站⼼⾚道与站⼼地平直⾓坐标系（⽤于描述卫星与观测站间关系）卫星测量中常⽤坐标系天球以地球质⼼为中⼼，半径为任意长度的⼀个假想球体黄道地球公转轨道在天球上的投影春分点黄道⾃西向东从天⾚道以南穿到天⾚道以北的那个交点天球坐标系天球坐标系：天球极轴、春分点轴，加上与这两轴线垂直并位于天球⾚道平⾯内的第三条轴线构成的坐标系。
属于球⾯坐标系。
⼤地坐标系在⼤地测量中表⽰地⾯点的位置通过⼀个辅助⾯（参考椭球⾯）定义⼤地坐标系参数：L：⼤地经度B：⼤地纬度H：⼤地⾼程参考椭球：经过长期的测量实践研究证明，⼤地体与⼀个以椭圆的短轴为旋转轴的旋转椭球的形状⼗分近似。
GPS全球卫星导航考试复习资料
一、主要1周跳产生的原因与探测修复方法：■原因：仪器线路的瞬间故障；卫星信号被障碍物暂时阻断；载波锁相环路的短暂失锁；无线电影响。
■修复方法：三差探测周跳法；用高次差多项式探测周跳法；卫星间求差法；残差分析；屏幕扫描法2、易产生周跳的因素和对待周跳的态度:因素：与GPS接收机的质量和野外观测环境密切相关。
态度：为了取得优良的成果，必须选择质量好的接收机、组织观测、选择良好的观测站和观测星座－环境。
3、WGS-84坐标系定义：原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极方向，X 轴指向BIH1984.0的零子午面和赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手坐标系。
4.GPS发展历程：1973年由美国国防部开始建立，称为全球定位系统（GPS），目的是用于美国军队的定位、导航、武器制导等。
拟定由（２１＋３）颗卫星组成。
到今天为止经历了４个阶段：1973.12～1978.2,理论研究阶段；1978～1989年2月14日为建设阶段；1990～1999为建成运行阶段，1993年满24颗，1995年达预定工作能力；2000年5月2日～2030为改进更新阶段。
从GPS的提出到1993年建成，经历了20年，实践证实，GPS对人类活动影响极大，应用价值极高，所以得到美国政府和军队的高度重视，不惜投资300亿美元来建立这一工程，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。
5.GPS RTK的优势：工作距离长、精度高、效率高、经济而又不存在误差积累等优势应用于：建立或改善工程和城市控制网以及地形测量，道路测量，曲线测设及工程放样等方面。
◆能在现场实时求解流动站坐标、且能实时知道定位的精度（内符合精度）；◆ 1拖N的作业模式(流动和基准站间有数据链),设置好基准站后，每个流动站仅需一人，大大提高工作效率，◆输入转换参数后可以进行WGS84坐标与本地要求坐标间的正确转换；用于放样精度高，且异常便捷6、UTC GPST 不一致的处理方法:GPST=UTC+1s*n-19s7、载波相位测量的基本原理和方法：8、基线解算完成后的成果分析（4个）：观测值残差分析；基线长度的精度分析；双差固定解与双差实数解分析；9、观测文件标准化内容：记录格式标准化；记录项目标准化；采样密度标准化；数据单位标准化。
《GPS原理及应用》(第三版)期末复习重点
《GPS原理及应用》（第三版）期末复习重点第1章绪论1.北斗卫星导航系统由三大部分构成：空间部分、地面部分、用户部分2.有源定位及无源定位3.RNSS无线电卫星导航服务（无源时间测距技术）RDSS无线电卫星测定服务（有源时间测距技术）4.北斗卫星导航系统的坐标系统采用了中国2000大地坐标系统(CGS20002),系统时间称为北斗时，属于原子时。
5.北斗卫星导航系统使用码分多址CDMA技术,在L波段和S波段发送导航信号,在L波段的B1,B2,B3频点上发送服务信号,包括开放的信号和需要授权的信号。
6.GPS系统主要由三大部分组成:空间星座部分、地面监控部分、用户设备部分7.GPS卫星的基本功能:①接收和储存由地面监控站发出的导航信息，接收并执行监控站发出的控制指令。
②在卫星上设有微处理机，可进行部分必要的数据处理工作；③通过星载铯钟和铷钟提供精密的时间标准；并向用户发送定位信息8.GPS卫星地面监控部分,包括:卫星监测站、主控站、信息注入站9.简述卫星定位系统相对于常规测量技术的特点①观测者之间无需通视②定位精度高③观测时间短④提供三维坐标⑤操作简便⑥全天候作业第2章 GPS定位的坐标系统及时间系统1.GPS定位测量中,采用两类坐标系:天球坐标系、地球坐标系天球坐标系是一种惯性坐标系2.天轴：地球自转轴的延伸直线3.天极:天轴与天球的交点Pn和Ps称为天极,Ps称南天极,Pn称北天极4.天球赤道面:通过地球质心M并与天轴垂直的平面天球赤道：赤道面与天球相交的大圆。
天球赤道是一个半径任意大的圆圈.5.天球子午面：包含天轴并通过地球上任意点的平面天球子午圈：天球子午面与天球相交的大圆。
6.时圈：通过天轴的平面与天球相交的半个大圆7.黄道：地球公转的轨道面与天球相交的大圆。
即当地球绕太阳公转时，地球上观测者所见到太阳在天球上运动的轨迹8.黄赤交角:黄道面与赤道面的夹角,约为23.5°9.黄极：通过天球中心且垂直于黄道面的直线与天球的交点。
广工GPS复习提纲
GPS复习提纲分数构成：名字解释（20%）、简答（40%）、综合（40%，其中小题10%，论文30%）第一章1、GPS全称：授时与测距导航系统/全球定位系统（NAVSTAR/GPS），通常简称全球定位系统（GPS）2、GPS的组成概况：由三个独立部分构成：空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
3、GPS采用C/A码（又称粗码）和P码（也称精码）两种不同精度的测距码。
4、各国卫星导航系统的概况（俄欧中）①：俄罗斯（前苏联）：GLONASS。
空间部分计划由均匀分布在三个轨道面上的24颗卫星组成，卫星轨道倾角为64.8°（使其在地面上高纬度地区有着比GPS更好的卫星覆盖率），采用频分多址（FDMA，GPS采用码分多址CDMA）。
目前正处于重建和现代化阶段。
②欧盟：伽利略系统（Galileo）。
计划由30颗卫星组成，具有比GPS更广泛的信号覆盖率、更高的定位精度和可靠性。
采用CDMA技术，可兼容美国的GPS和俄罗斯的GLONASS。
③中国：北斗导航系统（Compass或Beidou）。
是我国自己拥有的区域性（即中国及其周边地区）卫星导航定位系统，不会受制于人，安全性、保密性较强，会对我国国防和国名经济建设起到相当大的积极作用。
具有定位、定时和双向简短报文通信三大功能，并计划提供开放服务和授权服务两种方式。
“北斗二号”卫星导航系统由5颗静止轨道卫星和30颗费静止轨道卫星组成其空间部分。
中国是继美国和俄罗斯之后世界上第三个拥有一个完善、整体的卫星导航系统的国家。
5、GPS的性能指标：①准确性：由来衡量定位结果与目标的真实位置相接近的程度。
GPS精密定位服务在水平和垂直方向上的单点定位误差在95%的时间内分别为22m和27.7m，定时误差为200ns。
②正直性：正直性又称为可靠性或者完整性，指的是定位系统在出现故障时能及时警告用户，以免用户被非正常工作的定位系统所误导。
③连续性：是指系统在一段时间内能连续地同时满足所规定的准确性和正直性要求的概率。
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名词解释：
1.同步观测网：三台或三台以上接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。
2.绝对定位：绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（地球质心）绝对坐标的一种方法(原理是空间距离后方交会)。
2-1相对定位:利用两台或两台以上的GPS接收机，分别安置在基线的两端，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。
3. 历元：对于卫星系统或天文学，某一事件相应的时刻也称为历元。
4. 极移:地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表面上的位置随时间而变化的现象称为极移。
5. 大地高：以地球参考椭球面为起算面，沿着垂直于参考椭球面的方向（法线方向）穿过GPS的测点高。
简答题：
1.详细阐述GPS系统的基本组成，并说明每一部分的具体作用。
（1）空间部分——GPS卫星星座
1.接受地面站发来的导航电文和其他信号
2.接受地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备
3.连续不断地向地面发送GPS导航和定位信号
（2）控制部分——地面监控系统
主控站：收集数据；处理数据；监测协调；控制卫星
注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器
监测站：接收卫星信号，为主控站提供卫星的观测数据
（3）用户部分——GPS信号接收机
天线前置放大器、信号处理、控制与显示、记录和供电单元组成
捕获卫星信号，计算出测站的三维位置或三维速度和时间，达到导航和定位的目的
2. GPS定位中，影响观测量精度的主要误差来源分为三类：
a、与卫星有关的误差：卫星钟差——偏差总量约在1 ms内，引起的等效距离误差
可达300km，卫星轨道误差（主要误差来源之一）
b、卫星信号传播的误差：包括电离层折射影响，对流层影响以及多路径效应
c、接受设备有关的误差：观测误差，载波相位观测的整周不确定性，天线相位中
心位置偏差，接收机钟差
d、其它误差来源：地球自转影响
3. 简述GPS系统误差的处理方式。
⏹引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一并求解。
⏹建立系统误差模型，对观测量加以修正。
⏹将不同观测站，对相同卫星的同步观测值求差，以减弱和消除系统
误差的影响。
⏹简单地忽略某些系统误差的影响。
4.避免多路径效应的主要措施。
措施：
安置接收机天线的环境应避开较强发射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。
选择造型适宜且屏蔽良好的天线如扼流圈天线。
适当延长观测时间，削弱周期性影响。
改善接收机的电路设计。
5. 简述GPS接收机的类型
依据其用途可分为：导航型接收机、测地（量）型接收机和授时型接收机。
按载波频率分类：单频接收机，双频接收机和多频接收机
按通道数分类：多通道接收机, 序贯通道接收机，多路多用通道接收机按工作原理分类：码相关型接收机，平方型接收机，混合型接收机，干涉型接收
6.GPS选点的工作原则
A、观测站（即接收天线安置点）应远离大功率的无线电发射台和高压输电线，以
避免其周围磁场对GPS卫星信号的干扰。
接收机天线与其距离，一般不得小于
200m；
B、观测站附近不应有大面积的水域，或对电磁波反射（或吸收）强烈的物体，以
减弱多路径效应的影响；
C、观测站应设在易于安置接收设备的地方，且视场开阔。
在视场内周围障碍物的
高度角，根据情况一般应小于10︒～15︒；
D、观测站应选在交通方便的地方，并且便于用其它测量手段联测和扩展；
E、对于基线较长的GPS网，还应考虑观测站附近，应具有良好的通信设施（电话
与电报、邮电）和电力供应，以供观测站之间的联络和设备用电；
F、点位选定后（包括方位点），均应按规定绘制点之记，其主要内容包括，点位及
点位略图，点位的交通情况以及选点情况等。
G、选点工作结束后，应提交的技术资料主要包括：点之记及点的环视图；GPS网
选点图；选点工作技术总结。
7.简述GPS系统的特点。
定位精读高；观测时间短；测站间无需通视；全天候作业；数学模型简单且能同时可提供三维坐标；操作简便，功能多,应用广；经济效益显著
8. 无摄运动:在理想状态下，只考虑地心引力的卫星轨道运动。
轨道参数：椭圆长半径a，偏心率e ；真近点角V；升交点赤经Ω；轨道面的倾角i；近地点角距ω
作用：（1）a，e确定了卫星轨道的形状和大小
（2）Ω，i确定了卫星轨道平面一地球体之间的相关位置
（3）ω确定了轨道椭圆在轨道平面上的方位
（4）V确定了卫星在轨道上的瞬时位置
什么叫电离层折射误差？怎样消除电离层折射的影响？
电离层折射误差：气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离，形成大量的自由电子和正离子。
当信号通过电离层时，信号的路径发生弯曲，传播速度也会发生变化，从而使测量的距离发生偏差。
（主要取决于信号频率和传播路径上的电子总量）
消除：双频观测；利用电离层模型加以修正；同步观测值求差。
论述题：根据你的了解，说说GPS的应用领域及应用现状。
GPS三个方面的主要应用：
定位m级-mm级范围精度的各种定位服务
测速ms-1级-ms-1级
授时ns级、亚ns级授时服务
车辆导航：交通管理道路辅助系统、防盗系统、智能交通系统。
消费娱乐：旅行、狩猎等娱乐消费，高尔夫球场、滑雪场等娱乐设施，GPS和手机集成。
测绘、制图： cm-mm级精度，节省时间、成本、劳动力大约100%-300%，自动制图，各种工程测量，石油、天然气、矿藏开发，各种等级的控制测量，变形监测。
跟踪/机械控制：13%，货物运输，公共安全服务，DGPS/RTK 可满足应用领域。
Timing：GPS提供廉价、高精度授时服务，电讯网络同步& 管理，电话, 寻呼, 无线网络，LANs, WANs, Internet。
交通运输基础设施：路径规划网 (ROBIN)，公共汽车引导系统。
紧急响应机制：减灾防灾，生命搜救，公安。
航空、军事、海事导航、科学研究、环境监测、露天采矿、空间应用
一、填空题示范
3、精度衰减因子与卫星的空间分布有关。
4、两同步观测的测站上的单差相减叫双差。
5、实时伪距差分定位也叫RTD。
6、实时载波相位差分定位也叫RTK。
7、参考站向流动站发射差分信号。
8、差分定位有数据链相对定位没有。
9、无线电定位原理有：测边交会定位、双曲线定位、多普勒定位
10. GPS增强系统有：陆基增强系统、空基增强系统、Internet增强系统
填空题：
1、导航系统的分类：推算定位系统，引导系统，定位系统。
3、现有和曾经出现过的无线电导航系统：全球定位系统（GPS），全球导航定位系统（GLONASS）双星导航定位系统（北斗一号），伽俐略系统（GAILILEO）
4、坐标系统的类型：天球坐标系，地球坐标系（有两种表达方式，空间直角坐标系和大地坐标系和其他表达方式）
5、GPS定位中，具有重要意义的时间系统包括：恒星时、力学时和原子时三种。
6、GPS卫星星历分为：预报星历（广播星历），后处理星历（精密星历）
7、大气层的结构按不同标准有不同的分层方法，根据对电磁波传播的不同影响，一般分为对流层和电离层。
8、通常将对流层的大气折射分为干分量和湿分量两部分
9、接收机的主要结构组成：天线、信号处理器、微处理器、用户信息传输、精密震荡器、电源
10、定位方法分类：
按参考点的不同位置划分为：绝对定向、相对定向
按用户接收机作业时所处的状态划分：静态定位、动态定位
在绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种形式。
11、目前广泛应用的基本观测量主要有：码相位观测量、载波相位观测量。
12、根据观测量的性质，伪距有：测码伪距、测相伪距
13、静态相对定位一般均采用载波相位观测值（或测相伪距）为基本观测量
14、动态相对定位中，根据数据处理方式不同，可分为实时处理和后处理。
15、目前普遍采用的差分组合形式有三种：单差、双差、三差
16、静态相对定位的平差模型：单基线平差模型、多基线（网络）平差模型
17、静态相对定位的单基线平差模型：观测方程线性化及平差模型、双差模型、三差模型
18、平差方法：
按网的位置基准不同，通常分为：经典自由网平差、自由网伪逆平差、自由网拟稳平差
19、GPS测量工作可分为：外业作业、内业两大部分。
20、如果按照GPS测量实施的工作程序，则大体可分为这样几个阶段：网的优化设计；选
点与建立标志；外业观测；成果检核与处理。
21、GPS网的优化设计主要内容包括，精度指标的合理确定，网的图形设计和网的基准设计。
RTK测量系统的构成，主要包括三部分：GPS接收设备、数据传输系统、支持实时动态测量的软件系统
22、卫星定位技术应用方面：定位、测速、授时
23、高程异常值内插：等值线图法、解析法
二、判断题示范
（√）1、采用双频观测可消除电离层折射的误差影响。
（×）2、采用抑径板可避免多路径误差的影响。
（√）3、电离层折射的影响白天比晚上大。
（√）4、测站点应避开反射物，以免多路径误差影响。
（×）5、接收机没有望远镜，所以没有观测误差。
（√）6、精度衰减因子越大，位置误差越小。
（√）7、WGS-84坐标系为协议天球坐标系
（√）8、测高精度比平面精度低
9.对流层只能用模型改正（√）。