GPS测量与数据处理复习资料Word下载.doc

1、4.24.34.44.54.64.74.84.9与卫星有关的误差有哪些？如何消除或削弱？与传播路径有关的误差有哪些？与接收机有关的误差有哪些？在相对论的影响下，卫星钟的变化情况？什么是卫星星历误差？与空间相关的误差有哪些？IGS提供的卫星星历有哪些？电离层模型是什么？4.10如何利用双频观测值消除电离层误差的影响？4.11电离层延迟的双频改正法的基础是什么？4.12电离层延迟的双频改正是如何实现的，试推导公式？4.13对流层延迟对GPS信号不具备色散效应？4.14什么是多路径误差，如何削弱？第5章5.1什么是伪距？5.25.35.45.55.6测码伪距观测方程及其各符号的含义？什么是码分多址技

2、术什么是Z跟踪技术用测距码测定伪距的原因是什么？进行载波相位测量的原因是什么？ 5.75.85.9什么是重建载波？载波相位测量的实际观测值？载波相位观测方程及其各符号的含义？5.10测相伪距观测方程及其各符号的含义？5.11GPS测量中为什么广泛采用双差解而不采用三差解？5.12测站间求差，卫星间求差，历元间求差各自的优点是什么？5.13单差、双差、三差的主要目的是什么？5.14单差、双差、三差方程个数及方程中未知数个数的计算？5.15求差法的缺点是什么？5.16宽巷与窄巷组合的优缺点是什么？5.17什么是周跳，产生周跳的原因是什么？5.18高次差法探测与修复周跳的能力如何？5.19高次差法探

3、测与修复的原理？5.20什么是整周模糊度？5.21什么是走走停停（Go and Stop）法？5.22什么是快速静态定位法？5.23什么是单点定位，其成果属于什么坐标系？5.24单点定位的误差源有哪些？5.25什么是PPP技术？5.26什么是相对定位；静态定位；动态定位；准动态定位？5.27什么是RTK、它的构成部分有哪些？5.285.29RTK软件应具有哪些功能？RTK的特点及缺陷？5.30什么是PPK技术？5.31网络RTK技术产生的背景？5.32网络RTK技术及其构成？5.33网络RTK技术中常用的方法有哪些？5.34什么是CORS系统？5.35CORS系统的功能有哪些？5.36差分GP

4、S分类？5.37差分GPS的基本工作原理？5.38位置差分与伪距差分的优缺点？5.39什么是单基准站差分GPS？5.40什么是单基准站差分GPS的优缺点？5.41什么是局域差分GPS？其主要数学模型模型有哪些？5.42局域差分GPS的优缺点？5.43什么是广域差分GPS？5.44广域差分、单站差分与局域差分的基本区别？5.45什么是WASS和LAAS？第7章7.1GPS静态测量的特点是什么？7.2什么是GPS网、建立GPS网的直接目的是什么？7.3卫星状况预报包括哪些内容？7.4名词解释：观测时段、同步观测、基线向量、复测基线及长度较差、闭合环及环闭合差7.8N台接收机同步观测一个时段，共有多

5、少条同步基线，其中独立基线数是多少？7.9影响GPS网质量的因素有哪些？7.5环分量闭合差及全长闭合差的计算？7.6同步闭合环闭合差很小，为什么也不意味着GPS测量的质量一定好？7.7什么是独立基线向量？第 1 章1.1 GNSS 的全称是什么？P9 全球导航卫星系统，包括：美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS、欧盟正在筹建的伽利略（Galileo）1.2 GPS 产生的背景？p5 因为美国海军研制、开发、管理的第一代卫星系统子午卫星系统存在：（1）一次定位所需的时间过长；（2）不是一个连续的、独立的卫星导航系统等缺点，所以在该系统投入使用不久，美国国防部组织海、陆、空三军着手研

6、制第二代卫星导航定位系统全球定位系统GPS.1.3 美国的 GPS 政策有哪些？ P7SA政策：含义：选择可用性影响：大幅降低民用定位精度AS政策：反电子欺骗限制广大非特许用户使用Y码的可能性；增加载波相位测量数据处理的难度降低单点定位的精度；降低长距离相对定位的精度；AS技术会对高精度相对定位数据处理整周未知数的确定带来不便。1.4 美国 GPS 政策发生变化的原因？p8（1）前苏联的解体和东欧国家所发生的变更使国家形势发生了很大的变化。美国政府有必要对GPS政策作出相应调整。（2）GPS产业已成为美国经济发展中新的增长点，为美国提供了成千上万个就业机会。（3）未经美国政府授权的广大用户利用

7、差分GPS等技术已能较好地解决实施SA政策所产生的问题。（4）俄罗斯管理的GLONASS卫星定位系统早已宣布不实施SA政策，所以其导航地位精度要比实施SA政策的GPS高得多。1.5 GPS 现代化的内容有哪些？（1） 在Block IIR-M及Block IIF卫星及随后的GPS卫星的L2载波上调制民用码。（2） 在Block IIF卫星及随后的GPS卫星上增设频率为1176.45MHz的L5信号。（3） 在L1和L2上增设军用码M码。（4） 阻止、干扰敌对方使用全球定位系统。1.6 目前区域导航系统有哪些？P18有我国的北斗卫星导航定位系统、印度的卫星导航系统；因为目前北斗的定位范围只覆盖中

8、国领土、领海及部分周边地区在内的用户提供实时的三维导航定位和定位服务。1.7 什么是 PPS 和 SPS，分别采用什么测距码？P7GPS系统针对不同用户提供两种不同类型的服务。 一种是标准定位服务SPS（C/A码），另一种是精密定位服务PPS（P码）。SPS主要面向全世界的民用用户。PPS主要面向美国及其盟国的军事部门以及民用的特许用户。第 3 章3.1 什么是 RINEX 数据格式，其定位了哪几种文件？P240RINEX（与接收机无关的交换格式）是一种在GPS测量应用中普遍采用的标准数据格式，该格式采用文本文件形式存储数据，数据记录格式与接收机的制造厂商和具体型号无关。包括6种不同类型的数据

9、文件：观测数据文件（O文件）、GPS导航电文文件（N文件）、气象数据文件（M文件）、GLONASS导航电文文件（G文件）、GEO导航电文文件（H文件）、接收机钟文件（C文件），其中观测数据文件、导航文件是导航定位中所必须的。3.2 全球定位系统由哪三部分构成，各自的作用是什么？P40（1）空间部分：向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文，并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持系统的正常运转。（2）地面监控部分：跟踪GPS卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后，再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星。还能通过注入站向卫星发布各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，

10、修复故障或启用备用件等。（3）用户部分：用GPS接收机来测定从接收机至GPS卫星的距离，并根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差参数等。3.3 什么是 GPS 卫星星座？P43发射入轨能正常工作的GPS卫星的集合，共24颗卫星组成。（截止高度15时，能观测4-8颗卫星；10：最多能同时观测10颗卫星；5最多能同时观测12颗卫星）3.4 GPS 接收机的分类?p45按用途不同可分为导航型接收机、测量型接收机、授时型接收机按卫星信号频率数可分为单频接收机和双频接收机3.5 GPS 卫星信号包括哪些？P47GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文

11、三部分组成。3.6 GPS 采用多个载波频率的主要目的是什么？用多个载波频率的主要目的是为了更好的消除电离层延迟，组成更多的线性组合观察值。3.7 C/A 码的作用是什么？P51（1）捕获卫星信号（2）粗略测距3.8 什么是导航电文？P56导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的运行轨道、卫星钟的改造参数、电离层延迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制代码，也称数据码（D码）。（1） 第一数据块（1） 遥测字：第1字帧的第1个字是遥测字，作为捕获导航电文的前导。（2） 交换字：第1字帧的第2个字是交换字，交换字的用途是为了使用户在捕获C/A解调出导航电文后能够尽快捕获P（Y）码

12、。（3） 星期数：WN给出了GPS星期数。（4） 用户测距精度：第3个字的第1216比特中给出了该卫星的URA值得指数。（5） 卫星的健康状况：第3个字的第172比特中给出了该卫星的工作状况是否正常的信息。（6） 信号和信号的群延之差:从信号开始生成到最后离开卫星发射天线的相位中心之间的时间称为信号群延。（7） 钟参数的数据龄期：钟参数的数据龄期（AODC）为：式中为卫星钟参数的参考时刻，由导航电文给出；为计算这些参数时所用到的观察资料中最后一次观测值得时间。（8） 卫星钟误差系数、：在导航电文有效时间段内，任一时刻t卫星钟相对于标准的GPS时间的误差可用下式来表示：式中为参考时刻时的卫星钟差

13、；为参考时刻时卫星钟速，也称频偏；为参考时刻时的卫星钟的加速度的一半；为由于GPS卫星非圆轨道引起的相对论效应的修正项；二次多项式的系数、由导航电文给出。（2） 第二数据块描述GPS卫星轨道的参数，利用这些参数可以求出导航电文有效时间内任一时刻卫星在空间的位置及运动速度。包含的参数：星历参考时刻时的轨道根数9个轨道摄动参数其他参数（3） 第三数据块给出其他卫星的概略轨道及概略的卫星钟差参数，以便使用户能了解整个GPS卫星星座的总体情况。卫星历书卫星的健康状况AS标识及卫星类型标识表示GPS时与UTC之间的关系的参数电离层改正参数3.9 导航电文中的参考时刻有哪几个？卫星星历参考时刻、卫星钟参数

14、的参考时刻3.10 如何根据导航电文计算卫星钟钟差？P62卫星钟钟差；卫星钟参数的参考时刻；参考时刻时的卫星钟差；参考时刻时的卫星钟的钟速，也称频偏；参考时刻时的卫星钟的加速度的一半；由于GPS卫星非圆形轨道而引起的相对论效应修正项。、由导航电文给出。3.11 什么是精密星历？P74精密星历是按一定的时间间隔（通常为15min）来给出卫星在空间的三维坐标、三维运动速度及卫星改正数等信息。3.12 如何根据导航电文计算卫星的坐标？3.13 如何根据精密星历计算卫星的坐标？第 4 章4.1 GPS 定位中的误差源有哪些？P75与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差、与接收机有关的误差消除或削弱的方

15、法：1、建立误差改正模型 2、求差法 3、选择较好的硬件和较好的观测条件4.2 与卫星有关的误差有哪些？卫星星历误差p84，消除或削弱的方法：1、采用精密星历 2、采用相对定位模式 3、建立自己的卫星跟踪独立定轨 4、忽略轨道误差卫星钟的钟误差p80，处理方法：1、忽略卫星钟的数学同步误差 2、通过其他渠道获取精确地卫星钟差 3、通过观测值相减来消除公共的钟差项相对论效应p774.3 与传播路径有关的误差有哪些？电离层延迟p92，消除方法：1、建立经验公式 2、双频观测 3、建立实测模型 4、同步观测求差对流层延迟p107，1、普通测量常用模型：霍普菲尔德模型、萨斯塔莫宁模型、勃兰克模型 2、

16、高精度测量改正方法：将对流层延迟当作待定参数、采用随机模型多路径效应p116，削弱的方法： 1、选择合适的站址 2、选择合适的GPS接收机 3、适当延长观测时间4.4 与接收机有关的误差有哪些？P76接收机的钟误差（求差法）接收机的位置误差接收机的测量噪声（延长观测时间）4.5 在相对论的影响下，卫星钟的变化情况？4.6 什么是卫星星历误差？P84由卫星星历给出的的卫星轨道与卫星的实际轨道之差称为卫星星历误差4.7 与空间相关的误差有哪些？4.8 IGS 提供的卫星星历有哪些？P86GPS和GLONASS卫星星历4.9 电离层模型是什么？P97表述电离层中的电子密度、离子密度、电子温度、离子温

17、度、离子成分和总电子含量等参数的时空变化规律的一些数学公式称为电离层模型。（本特模型、国际电离层模型、克罗布歇模型）4.10 如何利用双频观测值消除电离层误差的影响？P99如果能卫星同时用两种频率来发射信号，那么这两种不同频率的信号就将沿着同一路径传播到接收机。如果我们能够精确确定这两种不同频率的信号到达接收机的时间差，就能分别反推出他们各自所受到的电离层延迟。4.11 电离层延迟的双频改正法的基础是什么？色散效应4.12 电离层延迟的双频改正是如何实现的，试推导公式？将两式相减有：所以，只要精确测定两种不同频率的信号到达接收机的时间差，或用这两种不同频率的测距信号分别测定了从卫星至接收机间的

18、伪距和后，就能精确计算出这两种信号的电离层延迟改正和4.13 对流层延迟对 GPS 信号不具备色散效应？P107对于微波信号来说，由于其波长太长，所以对流层不存在色散效应。4.14 什么是多路径误差，如何削弱？P118由于多个路径的信号传播所引起的干涉时延效应，削弱： 1、选择合适的站址 2、选择合适的GPS接收机 3、适当延长观测时间第 5 章5.1 什么是伪距？P126由于受到卫星钟与接收机钟不同步误差以及电离层延迟和对流层延迟的影响，由GPS观测而得的GPS观测站到卫星的距离并不是真正的距离，故称“伪距”。5.2 测码伪距观测方程及其各符号的含义？ P130（i=1,2,3.）:伪距观测

19、值;（，：根据卫星星历所求得的卫星在空间的位置；接收机观测瞬间在空间的位置；c：光速；接收机钟差；卫星钟差；电离层延迟改正；对流层延迟改正5.3 什么是码分多址技术CDMA（码分多址）是一种以扩频通信为基础的载波调制和多址连接技术。5.5 用测距码测定伪距的原因是什么？P1281、 易于将微弱的卫星信号提取出来2、 可提高测距精度3、 便于码分多址技术对卫星信号进行识别和处理4、 便于对系统进行控制和管理5.6 进行载波相位测量的原因是什么？P131测距码的码元宽度较大，因而测量精度不高，只能满足卫星导航和低精度定位的要求。5.7 什么是重建载波？由于GPS信号中已用二进制相位调制的方法在载波

20、上调制了测距码和导航电文，因此接收到的卫星信号（调制波）的相位已经不再连续。5.8 载波相位测量的实际观测值？P135整周计数；不足一周的部分5.9 载波相位观测方程及其各符号的含义？卫星到接收机的几何距离；f:载波频率；载波波长；对流层延迟改正；整周整周模糊度5.10 测相伪距观测方程及其各符号的含义？c:5.11 GPS 测量中为什么广泛采用双差解而不采用三差解？P1401、 三差解和双差解工作量相当2、 三差解实际上是一种浮点解，几何强度较差5.12 测站间求差，卫星间求差，历元间求差各自的优点是什么？测站间求差：1.消去卫星钟差影响；2.削弱电离层延迟误差；3.削弱对流层延迟误差；4.

21、削弱卫星星历误差卫星间求差：1.消去接收机钟差影响；2.进一步削弱电离层延迟误差、对流层延迟误差、卫星星历误差历元间求差：1.消去整周模糊度；2.电离层延迟误差、对流层延迟误差、卫星星历误差削弱至很小5.13 单差、双差、三差的主要目的是什么？P136单差：消去卫星钟差影响双差：消去接收机钟差影响三差：消去整周模糊度5.14 单差、双差、三差方程个数及方程中未知数个数的计算？ 方程个数=，5个未知数 方程个数=，4个未知数 方程个数=，3个未知数5.15 求差法的缺点是什么？1、 数据的利用率较低2、 受到观测值之间的相关性的影响3、 解的通用性差5.16 宽巷与窄巷组合的优缺点是什么？P14

22、2宽巷优点：宽项观测值波长达86cm，很容易准确确定其整周模糊度缺点：测量噪声较大窄巷优点： 缺点：5.17 什么是周跳，产生周跳的原因是什么？P144由于某种原因在两个观测历元间的某一段时间计数器中止了正常的累计工作，从而使整周计数较应有指少了n周，那么当计数器恢复正常工作后，所有的载波相位观测值中的整周计数便会含有同一偏差值较正常值少n值。这种整周计数出现系统偏差而不足一周的部分仍然保持正确的现象称为整周跳变，简称周跳。原因：卫星信号被某障碍物阻挡而无法到达接收机；由于外界干扰或接收机所处的动态条件恶劣而引起卫星信号失锁等。5.18 高次差法探测与修复周跳的能力如何？较小的周跳不易发现5.

23、19 高次差法探测与修复的原理？P145一次差实际上就是相邻两个观测历元卫星至接收机的距离之差（以载波的波长为长度单位），也等于这两个历元间的卫星的径向速度（）的平均值与采样间隔（）的乘积，而径向速度的变化就要平缓得多。同样，在两个相邻的一次差间继续求差就可求得二次差。二次差为卫星的径向加速度（）的平均值与采样间隔之乘积，变化更加平缓。采用同样的方法求至四次差时，其值已趋近与零，其残余误差已经呈偶然误差特性。5.20 什么是整周模糊度？整周模糊度又称整周未知数，是在全球定位系统技术的载波相位测量时，载波相位与基准相位之间相位差的首观测值所对应的整周未知数。5.21 什么是走走停停（Go and

24、 Stop）法？P153首先通过初始化的过程来快速确定整周模糊度，然后再通过对卫星进行连续观测（包括接收机在迁站过程中）来保持和传递这些整周模糊度，这样当接收机迁至新的测站后，就无需重新确定整周模糊度，用少数几个历元的观测值就能在短基线向量上获得厘米级的定位结果。5.22 什么是快速静态定位法？5.23 什么是单点定位，其成果属于什么坐标系？P160利用卫星星历及一台 GPS 接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐标系中绝对坐标的方法，也称绝对定位。 其成果属于卫星星历所采用的坐标系（WGS-84）5.24 单点定位的误差源有哪些？卫星星历误差及卫星钟误差:包括卫星位置误差和卫星钟差5.25

25、 什么是 PPP 技术？P162精密单点定位指的是利用载波相位观测值以及由IGS等组织提供的高精度的卫星星历及卫星钟差来进行高精度单点定位的方法。5.26 什么是相对定位；p162相对定位:确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）定位方法静态定位:如果待定点在地固坐标系中的位置没有可觉察到的变化，或虽然有可察觉到的变 化，但由于这种变化是如此缓慢，以致在一个时段内（一般为数小时至数天）可略而不计，只有在第二次复测时（间隔一般为数月至数年）其变化才能反映出来，因而在进行数据处理时，整个时段内的待定点坐标都可以认为是固定不变的一组常数。确定这些待定点的位置成为静态定位

26、。动态定位:如果在一个时段内，待定点在地固坐标系中的位置有显著变化，每个观测瞬间待定点的位置各有不同，则在进行数据处理时，每个历元的待定点坐标均需作为一组未知参数，确定这些载体在不同时刻的瞬间位置的工作称为动态定位。准动态定位:由于迁站过程中，接收机需向动态测量中一样保持对卫星的连续观测，故有人将其称为准动态定位。5.27 什么是 RTK、它的构成部分有哪些？p168 RTK是一种利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术。由基准站和流动站构成。5.28 RTK 软件应具有哪些功能？1. 快速而准确地确定整周模糊度2. 基线向量解算3. 结算结果的质量分析与精度评定4. 坐标转换，即可根据已知的坐标转换参数进行转换，也可根据公共点的两套坐标，自行求解坐标转换参数5.29 RTK 的特点及缺陷？1. 随着流动站与基准站之间的距离的增加，各种误差的空间相关性迅速下降，导致观测时间的增加，甚至无法