GPS复习资料 (1)

GPS复习资料

一、名词解释（8个，一个4分黑体字重点性较高）

1、岁差：由于天球赤道和田秋波黄道的长期运动而导致的春分点的进动

2、协议天球坐标系：为建立一个与惯性坐标系相接近的坐标系，通常选择某一时刻t0作为标准历元，并将此刻地球的瞬时自转轴（指向北极）和地心至瞬时春分点的方向，经过该瞬时岁差和章动改正后，作为z轴和x轴。构成的空固坐标系称为所取标准历元的平天球坐标系，或协议天球坐标系，也称协议惯性坐标系（Conventional Inertial System—CIS）

3、协调世界时：为避免发播的原子时与世界时之间产生过大偏差，从1972年采用了一种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。

4、GPS时间系统：全球定位系统GPS使用的一种时间系统，有GPS主控站的原子钟控制，属于原子时系统，但与原子时的原点在任意瞬间均有19s的常量偏差IAT-GPST=19s

5、广播星历：也称预报星历是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文，传递给用户，经解码获得所需的卫星星历。

6、精密星历：是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的方法计算的卫星星历。

7、宽巷（Wide-lane）解：宽巷组合观测值形式（n=1, m=-1）

8、窄巷（Narrow-lane）解：窄巷组合观测值形式（n=1, m=1）

9、观测时段observation session:测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续观测的时间间隔，简称时段。

10、独立基线：若一组基线向量中的任何一条基线向量皆无法用该组中其他向量基线的线性组合来表示，则该组基线向量就是一组独立的基线向量。

11、重复基线：同一条基线边，若观测了多个时段则可得到多个边长的结果，这种具有多个独立观测结果的边，称为重复边。在某两个测站间，由多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解结果称为复测基线。

12、同步观测环simultaneous observation loop：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。

13、异步观测环independent observation loop：由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。

14、绝对定位（单点定位）：在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置

15、相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。

16、GPS水准：综合利用GPS测量和水准测量资料确定高程异常的方法。

17、大地高系统：大地高系统是以参考椭球面为基准面的高程系统。某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离。大地高也称为椭球高，大地高一般用符号H表示。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义，同一个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。

18、正高系统：正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。某点的正高是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离，正高用符号Hg表示。

19、正常高：正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离，正常高用Hr表示。

20、同步环闭合差：是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。

21、异步环闭合差：不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环，异步环的闭合差称为异步环的闭合差。

22、整数解（固定解）：将平差计算所得的整周未知数取为相近的整数，并作为已知数代入原方程，重新解算其它待定参数。当观测误差和外界误差（或残差）对观测值影响较小时，该方法较有效，一般应用于基线较短的相对定位中。

23、非整数解（实数解或浮动解）：如果外界误差影响较大，求解的整周未知数精度较低(误差影响大于半个波长)，将其凑成整数，无助于提高解的精度。

24、章动：由于行星相对于地球的位置在不断变化，从而导致黄道面产生周期性变化。这一变化都将使北天极、春分点、黄赤交角等在总岁差的基础上产生额外的周期性的微小摆动，这种周期性的微小摆动称为章动。

25、协议地球坐标系：以协议地极为基准点的地球坐标系称为协议地球坐标系（Conventional Terrestrial System——CTS）

26、WGS-84大地坐标系：原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z，X轴构成右手坐标系。

27、静态定位：在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。静止状态只是相对的，在卫星大地测量中的静止状态通常是指待定点的位置相对其周围点位没有发生变化，或变化极其缓慢，以致在观测期内可以忽略。

28、动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态

29、整周模糊度：卫星载波信号在传播路线上无法直接测定的相位变化的未知数，称为整周未知数（整周待定值）

30、周跳：当卫星信号中断时，将丢失中的一部分整周数称为整周跳变，简称周跳。

31、单差single-difference---SD，即不同观测站，同步观测相同卫星所得观测量之差，表达式为（接收机间求差）

32、双差double-difference---DD，即不同观测站，同步观测一组卫星所得单差之差，表达式为（卫星间求差）

33、三差triple-difference---TD，即于不同历元，同步观测同一组卫星，所得观测量双差之差，表达式为（历元间求差）

34、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

35、动态相对定位，是将一台接收机安设基准站上固定不动，另一台接收机安设在运动的载体上，两台接收机同步观测相同的卫星，以确定运动点相对基准站的实时位置。

36、数据剔除率percentage of data rejection：同一时段中，删除的观测值个数与获得的观测值总数的比值。

37、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）的平差计算叫基线解算，有的也叫观测数据预处理。

38、同步观测simultaneous observation

两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。

二、简答题（共6道题，共42分）

1、GPS的组成及各部分的作用

①空间星座部分（GPS卫星、GPS卫星星座）

提供星历和时间信息，发射伪距和载波信号，提供其他辅助信息。

②地面监控部分（主控站1个、监测站6个、注入站4个、通信和辅助系统）

中心控制系统，实现时间同步，跟踪卫星进行定轨。

主控站：负责管理、协调地面监控系统中各部分的工作。将各种参数传送到注入站，提供时间基准。调整卫星轨道和卫星钟读数，当卫星出现故障时，负责修复或启用备用卫星。

监测站：对GPS卫星进行连续伪距观测，采集数据和监测卫星的工作状况。收集气象数据，对伪距观测值进行改正，再传送给主控站。

注入站：向GPS卫星输入导航电文和其他命令。

③用户设备部分（GPS接收机、天线单元、接收单元）

接收GPS卫星发射的无线电信号，获得必要的定位信息及观测量，并经数据处理完成导航、定位工作。

2、误差的分类及消除方法

⑴与GPS卫星有关的误差

①卫星钟差②卫星轨道偏差（星历误差）③相对论效应

消除方法：①忽略轨道误差；②采用轨道改进法处理观测数据；③采用精密星历；④同步观测值求差。

⑵与信号传播有关的误差

①电离层延迟