GPS原理考题.docVIP

第一章 1.什么是GPS？它与常规观测手段相比有何特点？ GPS指的是：导航星测时与测距全球定位系统，或简称全球定位系统。 常规观测： ?需要事先布设大量的地面控制点/地面站 ?无法同时精确确定点的三维坐标 ?观测受气候、环境条件限制 ?观测点之间需要保证通视 –需要修建觇标/架设高大的天线 –边长受到限制 –观测难度大 –效率低：无用的中间过渡点 ?受系统误差影响大，如地球旁折光 ?难以确定地心坐标 GPS观测： 1.全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。 2.定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 3.功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。 4.观测站间无需通视。 5.观测时间短。 6.操作方便。 2.GPS的组成及各部分作用？ 由三个主要部分组成 空间部分：提供星历和时间信息发射伪距和载波信号提供其它辅助信息。 地面控制部分：中心控制系统实现时间同步跟踪卫星进行定轨。 用户部分：接收并测卫星信号记录处理数据提供导航定位信息。 3.简述GPS定位的基本原理 （后方距离交会） 单点定位原理 ?单点定位解可以理解为一个后方交会问题 ?卫星充当轨道上运动的控制点，观测值为测站至卫星的伪距（由时延值推算得到） ?由于接收机时钟与卫星钟存在同步误差 ?所以要同步观测4颗卫星，解算四个未知参数：纬度?, 经度λ, 高程h , 钟差 4.简述GPS的发展历程及其特点？ ?方案论证和初步设计阶段 ?1973年12月，美国国防部批准研制GPS。 ?1978年2月22日，第1颗GPS试验卫星发射成功。 ?从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。 .全面研制和试验阶段 ?从1979年到1987年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。 .实用组网阶段 ?1989年2月14日，第1颗GPS工作卫星发射成功。 ?1991年，在海湾战争中，GPS首次大规模用于实战。 ?1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。?1995年7月17日，GPS达到FOC –完全运行能力（Full Operational Capability）。 特点： 1.全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。 2.定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。 3.功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不断扩大。 4.观测站间无需通视。 5.观测时间短。 6.操作方便。 5 熟悉GPS的应用领域 GPS在军事中的应用 GPS在交通运输业中的应用 GPS在大地测量中的应用 GPS在地球动力学研究方面 GPS在工程测量中应用 GPS在海洋测绘出的应用 GPS在航空摄影测量中应用 GPS在农业中应用 GPS在其他领域中的应用 第二章 1.掌握天球、春分点、黄道、大地坐标系的概念 天球：指以地球质心为中心，半径r为任意长度的一个假想球体。为建立球面坐标系统，必须确定球面上的一些参考点、线、面和圈。 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。 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23.50。 大地坐标系：地球椭球的中心，地球质心椭球的短轴与地球自转轴重合。空间点位置在该坐标系中表述为（B，L，H）。 2.掌握为什么要建立协议天球（地球）坐标系，两坐标系的转换流程 由两坐标系统定义可知： ?两坐标系的原点均为地球质心 ?两坐标系的Z轴指向一致 ?两坐标系的X轴指向不一致，夹角为春分点的格林尼治恒星时 故两坐标系转换是可行的。 因GPS测量中，在协议天球坐标系中研究卫星运动轨道，而在协议地球坐标系中研究地面点的坐标。这就需要将两坐标系进行转换。 故两坐标系转换是必要的。 3掌握常用坐标系，七参数坐标转换的流程 一、地球参心坐标系 二、国家大地坐标系 1.1954年北京坐标系 2.1980年国家大地坐标系（GDZ80） 3.2000国家大地坐标系（CGCS2000） 4、地方独立坐标系 三、WGS84坐标系 四、高斯平面直角坐标系与UTM坐标系 七参数坐标转换的流程： 1) 由WGS84 的椭球参数将GPS 测得的WGS84 坐标( B84,L