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《GPS原理及其应用》习题集

第一章 思考题 ［1］名词解释：

天球；赤经；赤纬；黄道；春分点；岁差；章动；极移；世界时；原子时；协调世界时；儒略日。 ［2］简述卫星大地测量的发展历史，并指出其各个发展阶段的特点。 ［3］试说明GPS全球定位系统的组成。

［4］为什么说GPS卫星定位测量技术问世是测绘技术发展史上的一场革命?

［5］简述GPS、GLONASS与NAVSAT三种卫星导航定位系统工作卫星星座的主要参数。 ［6］简述(历元)平天球坐标系、(观测)平天球坐标系以及瞬时极(真)天球坐标系之间的差别。 ［7］怎样进行岁差旋转与章动旋转?它们有什么作用?［8］为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转? ［9］简述协议地球坐标系的定义。

［10］试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。 ［11］综述由(历元)平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。 ［12］简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。

［13］什么是GPS定位测量采用的时间系统?它与协调世界时UTC有什么区别?［14］试述描述GPS卫星正常轨道运动的开普勒三大定律。 ［15］试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。

［16］简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。 ［17］地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响? ［18］日、月引力对卫星的轨道运动有什么影响?

［19］简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响? ［20］综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。 ［21］试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。 第二章思考题 ［1］名词解释：

码；码元(比特)；数码率；自相关系数；信号调制；信号解调；SA技术。 ［2］试说明什么是随机噪声码?什么是伪随机噪声码? ［3］C/A码和P码是怎样产生的? ［4］试述C/A码和P码的特点。 ［5］试述伪随机噪声码测距原理。 ［6］试述导航电文的组成格式。 ［7］名词解释：

遥测字；交接字；数据龄期；时延差改正；传输参数。 ［8］简述导航电文数据块Ⅱ的主要内容。 ［9］什么是预报星历?什么是后处理星历? ［10］试通过图表说明GPS信号是怎样构成的? ［11］试写出调制后的GPS信号表达式。 ［12］绘图说明载波与测距码信号调制的原理。 ［13］试述GPS接收机的硬件和软件。 ［14］试述GPS接收机的分类。 第三章 思考题

［1］名词解释：绝对定位；相对定位；静态定位；动态定位；静态绝对定位；静态相对定位；整周未知

数；整周跳变（周跳）。

［2］说明完整的载波相位观测值都有哪些部分组成？

［3］试写出伪距观测量的表达式（顾及大气折射影响），并说明各项符号的意义？

［4］设在某测站上做单点定位，静态观测了一小时，若历元间隔为１５秒，问可组成多少伪距观测方程？列出其中1个？

［5］试写出TDOP、PDOP、GDOP、VDOP、HDOP 的定义？ ［6］简单论述卫星空间几何分布对三维定位精度的影响？［8］如何由载波相位观测方程转化为测相伪距观测方程？

［7］试写出当基线长度小于10km时载波相位观测方程的表达式，并说明其中各项符号的意义？［9］试写出单差、双差、三差观测方程？并说明它们各自有哪些特点？［10］试述整周未知数的确定有哪几种方法？并说明各种方法的含义？［11］试总结应用载波相位观测量的高次差分析周跳的方法？

［12］如果在两个测站上同步观测5颗卫星，共观测240个历元，试分别计算可组 成多少单差、双差和三差观测方程？它们又各含多少个未知参数？ 第四章 思考题 ［1］名词解释：

GPS动定位；导航；差分动态定位；LADGPS；WADGPS；WAAS ［2］简述GPS动态定位的特点？ ［3］试写出GPS动态定位的几种方法？

［4］试述实时单点动态定位的原理，并写出相应的观测方程和误差方程？ ［5］实时差分动态定位有哪几种方法？这些方法各有什么特点？ ［6］试述位置差分和伪距差分的基本原理，并写出相应的观测方程？ ［7］试述RTK的定位原理及RTK系统的组成？

［8］RTK定位中修正法的原理是什么？写出RTK定位中求差法的计算过程？ ［9］试述WADGPS的组成部分及各部分的作用？ ［10］LADGPS的作业原理是什么？ ［11］WADGPS有哪些特点？ 第五章 思考题 ［1］名词解释：

同步环；异步环；重复基线；同步图形闭合差；异步图形闭合差；重复基线坐标闭合差。 ［2］GPS测量分哪些等级？各级精度怎样衡量？ ［3］简述 GPS 网的点连式、边连式和网连式设计？ ［4］简述GPS网设计的一般原则？ ［5］简述GPS网选点的一般原则？

［6］GPS测量技术总结报告的内容及提交的成果资料有哪些？ 第六章 思考题

［1］试简要说明1954北京坐标系、1980西安坐标系及新北京54坐标系的定义及各自对应的椭球。 ［2］WGS-84世界大地坐标系是如何定义的？

［3］在我国条件下，卫星网与地面网之间的转换意义是什么？

［4］试写出Burse-Wolf 模型以及变形的Burse-Wolf模型。如何实现WGS-84坐标系向国家坐标系的转换？ ［5］设某网有三个已知点，试用Burse-Wolf模型写出计算过程？ ［6］GPS基线向量网平差有哪几种类型？

［7］试述GPS基线向量网平差的目的、意义和作用？ ［8］GPS基线向量网三维无约束平差的目的是什么？

［9］GPS基线向量网二维约束平差的目的是什么？

注：本习题集由王利 李家权编写，适用于四年制本科 测绘工程专业 <

1、一般来说，卫星大地测量包括（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）（ ）六种技术。 2、GPS系统的三大组成部分分别是（ ）（ ）（ ）。

3、从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类：（ ）（ ）（ ）。 4、实时动态GPS测量系统（RTK GPS）的构成主要包括三部分：（ ）（ ）（ ）。

5、根据作业时采用的接收机硬件和软件及作业时间等不同，相对定位一般被分为（ ）（ ）（ ）（ ）四种模式。

6、GPS三维基线向量网平差常采用以下三种平差类型：（ ）（ ）（ ）。 二、名词解释（每题2分，共16分）

1、基线向量； 2、伪距； 3、（卫星的）无摄运动；4、导航电文； 5、差分GPS； 6、卫星星历； 7、协调世界时； 8、空间位置精度因子。

三、判断正误题（每题1分，共8分；正确的划“√”，错误的划“╳”） 1、（ ）GPS测得的站星之间的伪距就是指GPS卫星到地面测站之间的几何距离。 2、（ ）GPS的测距码（C/A码和P码）是伪随机噪声码。

3、（ ）GPS的空间部分（卫星星座部分）由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成，均匀分布在6个轨道上。 4、（ ）在载波相位双差（先测站之间求差，后卫星之间求差）观测方程中，整周未知数已被消去。 5、（ ）与卫星有关的GPS定位误差有：卫星星历误差、卫星钟误差和相对论效应误差。 6、（ ）GPS定位直接获得的高程是似大地水准面上的正常高。

7、（ ）GPS静态定位之所以需要观测较长时间，其主要目的是为了削弱卫星星历误差的影响。 8、（ ）GPS定位观测的精度主要取决于观测卫星的空间图形结构。 四、简答题（第7题6分，其余各题每题8分，共54分）

1、试述全球定位系统（GPS）的组成以及各部分在导航定位中的作用。 2、试叙述GPS网平差的作用与目的。

3、试分别写出测距码伪距观测方程和载波相位伪距观测方程（标明各个符号的含义），并比较它们的异同。 4、试写出相对静态定位中载波相位的双差观测值方程，并说明该方程可以消除或削弱的误差类型。 5、如何实现WGS-84坐标与国家坐标系坐标的转换？

6、什么是协议地球坐标系？试简述将在协议天球坐标系中的卫星坐标转换到协议地球坐标系的基本思路或过程。

7、简述GPS网选点的一般原则。 <

1、一般来说，空间大地测量包括（ ）（ ）（ ）三种技术。 2、卫星定位测量技术发展的三个阶段分别是（ ）（ ）（ ）。 3、GPS系统的三大组成部分分别是（ ）（ ）（ ）。 4、GPS卫星信号包括（ ）（ ）（ ）三种。

5、从误差来源分析，GPS测量误差大体上可分为以下三类：（ ）（ ）（ ）。 6、实时动态GPS测量系统（RTK GPS）构成主要包括三部分：（ ）（ ）（ ）。 7、GPS网的布设按网的构成方式分为：（ ）（ ）（ ）（ ）四种形式。 8、GPS三维基线向量网平差常采用以下三种平差类型：（ ）（ ）（ ）。 二、名词解释（每题2分，共16分）

1、卫星大地测量； 2、同步环； 3、广域差分GPS；4、多路径效应； 5、二体运动； 6、周跳（整周跳