GPS定位原理介绍习题及答案解析(完整版)

14 全球定位系统(GPS)定位原理简介
一、填空题:
1、GPS接收机基本观测值有伪距观测值、载波相位观测值。

2、GPS接收机按用途分,可分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机和姿态测量型接收机。

其中测地型接收机,按载波频率又可分为单频接收机、双频接收机。

3、GPS接收机主要由GPS接收机天线、GPS接收机主机和电源三部分组成。

4、GPS定位是利用空间测距交会定点原理。

5、全球定位系统(GPS)主要由空间卫星部分、地面监控部分和用户设备三部分组成。

6、GPS卫星星座由 24颗卫星组成。

其中21颗工作卫星, 3 颗备用卫星。

工作卫星分布在 6 个近圆形的轨道面内,每个轨道上有 4 颗卫星。

GPS工作卫星距离地面的平均高度是20200km。

7、地面监控部分按功能可分为监测站、主控站和注入站三种。

8、GPS接收机接收的卫星信号有: 伪距观测值和载波相位观测值及卫星广播星历。

9、根据测距原理,GPS卫星定位方法有伪距定位法、载波相位测量定位和 G PS 差分定位。

对于待定点位,根据接收机运动状态可分为静态定位和动态定位。

根据获取定位结果的时间可分为实时定位和非实时定位。

10、在两个测站上分别安置接收机,同步观测相同的卫星,以确定两点间相对位置的定位方法称为相对定位。

11、载波相位相对定位普遍采用将相位观测值进行线性组合的方法。

具体方法有三种,即单差法、双差法和三差法。

12、GPS差分定位系统由基准站、流动站和无线电通信链三部分组成。

13、GPS测量实施过程与常规测量一样包括方案设计、外业测量和内业数据处理三部分。

二、名词解释:
1、伪距单点定位----利用GPS接收机在某一时刻测定的四颗以上GPS卫星伪距及从卫星导航电文中获得的卫星位置,采用距离交会法求定天线所在的三维坐标.
2、载波相位相对定位----用两台GPS接收机,分别安置在测线两端(该测线称为基线),固定不动,同步接收GPS卫星信号。

利用相同卫星的相位观测值进行解算,求定基线端点在WGS一84坐标系中的相对位置或基线向量。

当其中一个端点坐标已知,则可推算另一个待定点的坐标。

3、整周跳变----当GPS接收机在跟踪卫星进行载波相位测量过程中,若因某种原因引起对卫星跟踪短暂失锁,如卫星和接收机天线之间视线方向有阻挡物或接收机受到外界电磁干扰等,将造成载波相位整周观测值的意外丢失现象。

这种现象称为整周跳变。

4、静态定位---进行GPS定位时,接收机的天线始终处于静止状态,用GPS测定相对于地球不运动的点位。

GPS接收机安置在该点上,接收数分钟乃至更长时间,以确定其三维坐标,又称为绝对定位。

5、动态定位----进行GPS定位时,接收机的天线始终处于运动过程中,动态定位是确定运动物体的三维坐标。

6、伪距测量 ----测定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的距离。

7、载波相位测量 ----是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟
8、GPS差分定位----是在已有精确地心坐标点安放GPS接收机(称为基准站),利用已知地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值,并通过无线电通讯设备(称为数据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动台)。

流动台利用校正值对自己的GPS观测值进行修正,以消除上述误差,从而提高实时定位精度。

三、选择题:(把正确的答案填入括号内)
1、GPS的优点有( ABCD )
A 全球性、全天侯
B 高精度、快速实时三维导航
C 定位、测速和授时
D 点间无需通视、不建标等优势
2、GPS定位的基本原理采用的方法是( D )
A 侧方交会
B 前方交会
C 单三角形
D 测边后方交会
3、GPS在测量中的用途( ABCD )
A 大地测量
B 城市和矿山控制测量
C 建筑物变形测量
D 水下地形测量
4、GPS动态差分有多种方法( ABCD )
A 位置差分
B 伪距差分(RTD)
C 载波相位实时差分(RTK)
D 广域差分
5、GPS接收机按用途分( ABCD )
A 导航型接收机
B 测地型接收机
C 授时型接收机
D 姿态测量型
6、GPS接收机按接收机通道数分( ABC )
A 多通道GPS接收机
B 序贯通道接收机
C 多路复用通道接收机
7、GPS控制网的技术设计是进行GPS测量的基础,其内容包括( ABCD )
A 测区范围
B 测量精度
C 提交成果方式
D 完成时间
8、GPS网的布设通常有( ABCD )。

A 点连式
B 边连式
C 网连式
D 边点混合式
四、判断题:(正确的划“√”,错误的划“×”)
( √)1、卫星从2万公里高空向地面传输,空中经过电离层、对流层,会产生时延。

所以接收机测的距离含有误差。

(√ ) 2、GPS三维定位至少需要四颗卫星,当地面高程已知时也可用三颗卫星定位。

( √)3、卫星同时在地平线以上至少有4颗,最多可达11颗。

这样的布设方案将保证在世界任何地方,任何时间,都可以进行实时三维定位。

(√ )4、GPS卫星主要功能是接收并存储由地面监控站发来的导航信息。

(√ ) 5、用户设备是指用户GPS接收机,其主要任务是捕获卫星信号,跟踪并锁定卫星信号。

( √ )6、用户设备是指用户GPS接收机,对接收的卫星信号进行处理,测量出GPS信
号从卫星到接收机天线间的时间。

(√)7、以载波相位观测值为主的相对定位法是当前GPS精密测量中普遍采用的方法。

( √)8、GPS网的精度指标通常是以网中相邻点之间的距离误差m D来表示。

( √)9、GPS控制网可以分级布设,也可以超级布设,或布设同级全面网。

(√)10、GPS测量时由于不需要点间通视,因此图形设计灵活性比较大。

(√)11、GPS点虽然不需要通视,但是为了便于用常规方法联测和扩展,要求控制点至少与一个其他控制点通视,或者在控制点附近300m外布设一个通视良好的方位点,以便建立联测方向。

(×)12、为了求定GPS网坐标与原有地面控制网坐标之间的坐标转换参数,要求至少有四个GPS控制网点与地面控制网点重合。

五、简答题:
1、GPS全球定位系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？
答:全球定位系统(GPS)主要由空间卫星部分(GPS卫星星座)、地面监控部分和用户设备三部分组成。

1、GPS卫星主要功能是接收并存储由地面监控站发来的导航信息。

接收并执行主控站发出的控制命令,如调整卫星姿态、启用备用卫星等。

向用户连续发送卫星导航定位所需信息,如卫星轨道参数、卫星健康状态,以及卫星信号发射时间标准等。

2、(1)监测站
主要任务是完成对GPS卫星信号的连续观测,并将搜集的数据和当地气象观测资料经处理后传送到主控站。

(2)主控站
主控站设在美国本土科罗拉多空间中心。

它除了协调管理地面监控系统外,还负责将监测站的观测资料联合处理推算卫星星历、卫星钟差和大气修正参数,并将这些数据编制成导航电文送到注入站。

此外,它还可以调整偏离轨道的卫星,使之沿预定轨道运行或启用备用卫星。

(3)注入站
其主要任务是将主控站编制的导航电文,通过直径为 3.6m的天线注入给相应的卫星。

3,用户处理是指用户GPS接收机。

其主要任务是捕获卫星信号,跟踪并锁定卫星信号。

对接收的卫星信号进行处理,测量出GPS信号从卫星到接收机天线间的传播时间。

能译出GPS卫星发射的导航电文,实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。

2、阐述GPS卫星定位原理？
答:GPS卫星定位原理是空间距离交会法。

根据测距原理,其定位方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位和GPS差分定位。

对于待定点位,根据其运动状态可分为静态定位和动态定位。

静态定位是指用GPS测定相对于地球不运动的点位。

(1)伪距观测值及伪距单点定位伪距单点定位速度快、无多值性问题,因此在运动载体的导航定位上仍应用很广泛。

此外伪距还可以作为载波相位测量中解决整周模糊度的参考数据。

(2)载波相位测量相对定位其具体方法有三种,即单差法、双差法和三差法.
(3) GPS实时差分定位 (1)位置差分 2)伪距差分(RTD) (3)载波相位实时差分(RTK)
3、GPS野外控制测量成果应做哪几项检测？其限差要求是什么？
答:①每个时段同步环检验 σω5n x ≤ σω5
n y ≤ σω5n g ≤ 222g y x ωωωω++= 环闭合差限差: σω5
3n ≤ 式中:σ——规范中规定的中误差；
n ——同步环的点数。

②同步边检验
一条基线在不同时段观测多次,有多个独立基线值,这些边称为重复边。

任意两个时段所得基线差应小于相应等级规定精度的22倍。

③异步环检验
4、GPS 内业数据处理应做哪几项工作？
答:(1)基线解算
对于两台及两台以上接收机同步观测值进行独立基线向量(坐标差)的平差计算,称为基线解算,也称观测数据预处理
(2)观测成果检验
(3)GPS 网平差
在各项检查通过之后,得到各独立基线向量和相应的协方差阵,在此基础上便可以进行平差计算。

无约束平差基线向量改正数绝对值应满足:
基线无约束平差改正数的较差应符合下式要求:
附件：
工程施工现场应急预案及安全保证措施
一、编制原则
1、以人为本,安全第一原则。

把保障人民群众生命财产安全,最大限度地预防和减少突发事件所造成的损失作为首要任务。

2、统一领导,分级负责原则。

在本项目部领导统一组织下,发挥各职能部门作用,逐级落实安全生产责任,建立完善的突发事件应急管理机制。

3、依靠科学,依法规范原则。

科学技术是第一生产力,利用现代科学技术,发挥专业技术人员作用,依照行业安全生产法规,规范应急救援工作。

4、预防为主,防止结合原则。

认真贯彻安全第一,预防为主,综合治理的基本方针,坚持突发事件应急与预防工作相结合,重点做好预防、预测、预警、预报和常态下风险评估、应急准备、应急队伍建设、应急演练等项工作。

确保应急预案的科学性、权威性、规范性和可操作性。

二、编制目的
1、应急预案应针对那些可能造成企业、系统人员死亡或严重伤害、设备和环境受到严重破坏的突发性灾害,如触电事故、泥石流灾害、火灾、环境破坏等。

2、应急预案是对日常安全管理工作的必要补充,应急预案应以完善的预防措施为基础,体现“安全第一、预防为主”的方针。

3、应急预案应以努力保护人身安全、防止人员伤害为第一目的,同时兼顾设备和环境的防护,尽量减少灾害的损失程度。

4、应急预案应结合实际,措施明确具体,具有很强的可操作性。

5、应急预案应经常检查修订,以保证先进科学的防灾、减灾设备和措施被采用。

三、应急组织机构及职责
1、应急组织机构
为加强安全领导,进行系统化、网络化管理,项目部成立应急预案管理领导小组,项目经理任组长,项目总工程师、常务副经理、安全总监、项目副经理为副组长,各职能部门负责人、安全环保部安全员、各施工队专职安全员、施工队队长为组员,负责日常的安全管理工作。

2、应急领导小组职责
负责重、特大事故的现场应急抢险救援指挥,对施工现场突发性情况进行技术、资金和设备支持,在施工现场发生重特大事故时以最快的时间达到现场,分析紧急状态和确定风险事故级别,负责分部和有关地方管理部门、组织、机构联络和报告事故情况,制定抢险救援的方案措施,领导现场应急抢险救援工作,确定紧急状态的解除,协助事故原因的调查和处理工作。

在上级和有关地方部门进入的情况下,参与制定抢险救援方案措施,做好应急抢险救援配合工作。

四、应急预案的基本要求
1、发生人员伤亡事故后,施工现场应急处理措施一般规定
当发生事故时,负伤人员或者最先发现事故的人,应立即报告项目经理或专项安全负责人,并应马上组织人力现场抢救伤害者,根据伤情需要,协助医务人员运送伤者到医院或拨打“120”,请求协助抢救。

1.1事故发生后,各级人员应保镇静及冷静,切实负起本身责任,主动控制局面。

要有组织、有指挥和结合实际进行妥善处理。

1.2 第一时间进行“救死扶伤”,采取措施救护受伤(害)人员,对必须在现场进行紧急抢救的,应采取应急方法如止血、人工呼吸等进行施救。

否则必须立即用工地的交通工具或截出租车将伤者送到就近医院进行抢救。

同时应采取有效措防止事故蔓延扩大。

1.3 认真保护事故现场及善后工作。

凡与事故有关的物体、痕迹、状态不得破坏,并划出保护区禁止闲人进入。

1.4 因抢救受伤(害)人员,以及疏导交通等原因,需要移动现场某些物体时,必须做好现场标记、拍照、录像或绘制现场简图,并写出书面记录,妥善保存现场重要痕迹、物证等。

2、发生火警、火灾事故时,施工现场应急处理措施一般规定。

2.1 应立即了解起火部位及燃烧的物质,积极抢救伤者及使用施工现场所有消防器材进行灭火自救工作。

2.2 迅速准确地拨打119报警。

在拨打119时,做到镇静拨号,说清火灾单位的名称、地址、电话号码、燃烧部位、燃烧物质的性能等。

2.3报警后,派专人到约定的路口迎接消防队。

2.4 在消防部门到达前,对易燃、易爆的物质采取正确有效的隔离。

根据火场情况,机动灵活地选择灭火工具。

2.5 在扑救现场,应行动统一,如火势扩大,一般扑救不可能时,应及时组织撤退扑救人员,避免不必要的伤亡。

3、利用一切可行的通讯工具按规定时间内将事故情况进行层级上报。

4、发生事故层级上报时限。

4.1 轻伤事故,应在24小时内报告企业负责人、安全管理部门和基层工会组织。

4.2 重伤事故,一般情况下,事故单位应在24小时内报上级主管单位,由上级主管单位分XX市有关部门。

对涉外有影响的,事故单位应在事故发生后4小时内如实报上级主管单位。

4.3 重伤3人或死亡1至2人的事故,事故单位应在事故发生后4小时内如实报上级主管单位,由上级主管单位分XX市有关部门。

4.4 死亡3人以上重大、特别重大死亡事故应在事故发生后2小时XX市人民政府,同时报上级主管单XX市劳动行政部门、工会组织、公安部门。

4.5 发生急性中毒、中署事故,除报上级主管单XX公司安质部、办公室)外,应同时XX市卫生行政部门。

4.6 发生爆炸物品爆炸事故和火灾事故,除报报上级主管单XX公司质安部、办公室)外,应同时XX市公安部门。

5、防止违章和事故的安全规定
5.1 未经三级安全教育的新工人,复工换岗的人员未经岗位安全教育,不得进入施工现场的工作岗位进行操作。

5.2 不正确佩戴安全帽及佩戴超过使用年限(2年半)的安全帽,不准进入施工现场。

5.3 严禁赤脚或穿高跟鞋、拖鞋进入施工现场。

5.4 严禁酒后及带小孩进入施工现场。

5.5 不得到禁止烟火的地方吸烟、动火。

5.6 不得攀登脚手架。

5.7 特种作业人员、机械操作工未经专门安全培训,无有效专业上岗操作证,不得上岗操作。

5.8 脚手架及所有机械设施设备和现浇混凝土模板支撑,搭设安装后,未经验收合格,不得使用。

5.9 电源开关箱不准一闸、一漏电、一箱多用。

5.10 未经指派批准,未经作业安全交底或安全交底不清和无安全防护设施,不得盲目操作。

5.11 不得违章指挥和违章作业,对违章作业的指令有权拒绝,并有责作制止他人违章作业。

5.12 对各种安全检查防护装置、防护设施及警告、安全标志等不得随意拆除和有意挪动。

五、高处坠落事故的预防及其应急救援预案
桥梁施工过程中,高处作业的机会比较多,经常在四边临空的高处进行作业,施工条件差,危险因素多。

多年来,高坠伤亡事故占全部事故的比例较高,这种事情对社会影响较大,要作为安全预防等大事来工作。

要避免发生高处坠落事故,必须加强监控管理。

对现场施工人员进行预防高处坠落的技术知识教育,使他们熟悉操作时必须使用的工具和防护用具。

同进,在技术上采取有效的防护措施。

1、防止高处坠落事故的基本要求
以预防坠落事故为目标,对于恐怕要发生坠落事故等事故的特定危险施工,在施工前制定防范措施,并应在日常安全检查中加以确认。

1.1 凡身体不适合从事高处作业的人员不得从事高处作业。

从事高处作业的人员要按规定进行体检和定期体检。

1.2 严禁穿硬塑料底等易滑鞋、高跟鞋。

1.3 作业人员严禁互相打闹,以免失足发生坠落危险。

1.4 不得攀爬脚手架。

1.5 进行悬空作业时,应有牢靠的立足点并正确系挂安全带。

1.6 作业层上部周边、基坑周边等,必须设置1.2m高且能承受任何方向的1000N外力的临时护栏,护栏围密目式安全网。

1.7 各种架子搭好后,项目安全负责人必须与架子工和使用的班组共同检查验收,验收合格后,方准上架操作。

2、发生高处坠落事故应急预案
2.1 发生高处坠落事故,应马上组织挽救伤者,首先观察伤者的受伤情况、部位、伤害性质,如伤员发生休克,应先处理休克。

遇呼吸、心跳停止者,应立即进行人工呼吸,胸外心脏挤压。

处于休克状态的伤员要让其安静、保暖、平卧、少动,并将下肢抬高约20度左右,尺快送医院进行抢救治疗。

2.2 出现颅脑损伤时,必须维持呼吸道畅通。

昏迷者应平卧,面部转向一侧,以防舌根下坠或分泌物、呕吐物吸入,发生喉阻塞。

有骨折者,应初步固定后再搬运。

遇有凹陷骨折、严重的颅底骨折及严重的脑损伤症状出现,创伤处用消毒的纱布或清洁布等覆盖伤口,用绷带或布条包扎后,及时送往就近有条件的医院治疗。

2.3 发现脊椎受伤者,创伤处用消毒的纱布或清洁布等覆盖伤口,用绷带或布条包扎后,搬运时,将伤者平卧放在帆布担架或硬板上,以免受伤的脊椎移位、断裂造成截瘫,招致死亡。

抢救脊椎受伤者,搬运过程中,严禁只抬伤者的两肩与两腿或单肩背运。

2.4 发现伤者手足骨折者,不要盲目搬动伤者。

应在骨折部位用夹板把受伤的位置临时固定,使断端不再移位或刺伤肌肉、神经或血管。

固定方法:以固定骨折处上下关节为原则,可就地取材,用木板、竹子等,在无材料的情况下,上肢可固定在身侧,下肢与腱侧下肢缚在一起。

2.5 遇有创伤性出血的伤员,应迅速包扎止血,使伤员保持在头底脚高的卧位,并注意保暖。

正确的现场止血处理措施:
2.5.1 一般伤口的止血法:先用生理盐水(0.9%Nacl溶液)冲洗伤口,涂上红汞水,然后盖上消毒纱布,用绷带较紧地包扎。

2.5.2 加压包扎止血法:用纱布、棉花等作成软件垫,放在伤口上再加包扎,来增强压力而达到止血。

2.5.3 止血带止血法:选择弹性好的橡皮管、橡皮带或三角巾、毛巾、带状布条等,上肢出血结扎在上臂1/2处(靠近心脏位置),下肢出血结扎在大腿上1/3处(靠近心脏位置)。

结扎时,在止血带与皮肤之间垫上纱布棉垫。

每隔25—40分钟放松一次,每次放松0.5—1分钟。

2.6 动用最快的交通工具或其他措施,及时把伤者送往邻近医院抢救,运送途中应尽量减少颠簸。

同是真实性密切注意伤者的呼吸、脉搏、血压及伤口的情况。

六、物体打击事故的预防及其应急救援预案
物体打击伤害是建筑行业常见事故的四大伤害的其中一种,特别在施工周期短,劳动力、施工机具、物料投入较多,交叉作业时常有出现。

这就要求在高处作业的人员对机械运行、物料转接、工具的存放过程中,都必须确保安全,防止物体坠落伤人的事故发生。

1、防止物体打击事故的基本要求
1.1 人员进入施工现场必须按规定佩戴安全帽。

应在规定的安全通道内出入和上下,不得在非规定通道位置行走。

1.2 安全通道上方应搭设双层防护棚,防护棚使用的材料要能防止高空坠落物穿透。

1.3 临时设施的盖顶不得使用石棉瓦作盖顶。

1.4 边长小于或等于250㎜的预留洞口必须用坚实的盖板封闭,用砂浆固定。

1.5 作业过程一般常用工具必须放在工具袋内,物料传递不准往下或向上乱抛材料和工具等物
件。

所有物料应堆放平稳,不得堆在临边及洞口附近,并不可妨碍通行。

1.6 高空安装起重设备或垂直运输机具,要注意零部件落下伤人。

1.7 吊运一切物料都必须由持有上岗证人员进行绑码,散料应用吊篮装置好后才能起吊。

1.8 拆除或拆卸作业要在设置警戒区域、有专职安全人员监护的条件下进行。

1.9 高处拆除作业时,对拆卸下的物料、建筑垃圾要及时清理和运走,不得在走道上任意乱放或向下丢弃。

2、发生物体打击的应急预案
当发生物体打击事故后,抢救的重点放在对颅脑损伤、胸部骨折和出血上进行处理。

2.1 发生物体打击事故,应马上组织挽救伤者,首先观察伤者的受伤情况、部位、伤害性质,如伤员发生休克,应先处理休克。

遇呼吸、心跳停止者,应立即进行人工呼吸,胸外心脏挤压。

处于休克状态的伤员要认其安静、保暖、平卧、少动,并将下肢抬高约20度左右,尺快送医院进行抢救治疗。

2.2出现颅脑损伤时,必须维持呼吸道畅通。

昏迷者应平卧,面部转向一侧,以防舌根下坠或分泌物、呕吐物吸入,发生喉阻塞。

有骨折者,应初步固定后再搬运。

遇有凹陷骨折、严重的颅底骨折及严重的脑损伤症状出现,创伤处用消毒的纱布或清洁布等覆盖伤口,用绷带或布条包扎后,及时送往就近有条件的医院治疗。

七、触电事故的预防及其应急救援预案
触电事故与其他事故比较,其特点是事故的预兆性不直观、不明显,而事故的危害性非常大。

当流经人体的电流小于10mA时,人体不会产生危险的病理生理效应；但当流经人体的电流大于10mA 时,人体将会产生危险的病理生理效应,并随着电流的增大、时间的增长将会产生心室纤维性颤动,乃至人体窒息(“假死”),在瞬间或在两三分钟内就会夺去人的生命。

因此,在保护设施不完备的情况下,人体触电伤害得极易发生的。

所以,施工中做好好感防工作,发生触电事故时要正确处理,抢救伤者。

1、防止触电伤害的基本安全要求
根椐安全用电“装得安全、拆得彻底、用得正确、修得及时”的基本要求,为防止发生触电事故,在日常施工(生产)用电中要严格执行有关用电的安全要求。

1.1 用电应制定独立的施工组织设计,并经企业技术负责人审批,盖有企业的法人公章。

必须按施工组织设计进行敷设,竣工后办理验收手续。

1.2 一切线路敷设必须按技术规程进行,按规范保持安全距离,距离不足时,应采取有效措施进行隔离防护。

1.3 非电工严禁接拆电气线路、插头、插座、电气设备、电灯等。

1.4 根椐不同的环境,正确选用相应额定值的安全电压作为供电电压。

安全电压必须由双绕组变压器降压获得。

1.5 带电体之间、带电体与地面之间、带电体与其他设施之间、工作人员与带电体之间必须保持足够的安全距离,距离不足时,应采取有效措施进行隔离防护。

1.6 在有触电危险的处所或容易产生误判断、误操作的地方,以及存在不安全因素的现场,设置醒目的文字或图形标志,提醒人们识别、警惕危险因素。

1.7 采取适当的绝缘防护措施将带电导体封护或隔壁起来,使电气设备及线路能正常工作,防止人身触电。

1.8 采用适当的保护接地措施,将电气装置中平时不带电,但可能因绝缘损坏而带上危险的对地电压的外露导电部分(设备的金属外壳或金属结构)与大地作电气连接,减轻触电的危险。

1.9 施工现场供电必须采用TN-S或TT的四相五线的保护接零系统,把工作零线和保护零线区分开,通过保护接零作为防止间接触电的安全技术措施,同一工地不能同时存在TN-S或TT两个供电系统。

注意事项有:。