中国地质大学（北京）博士研究生入学考试GPS 2013-2014 真题总结

GPS复习题

1.全球卫星定位系统有哪些?

卫星导航定位系统除美国的GPS外，还有前苏联（现俄罗斯）的GLONASS系统，中国的北斗卫星导航定位系统，以及欧盟正在组建的伽利略卫星导航定位系统。

2.GPS卫星定位系统有哪几部分组成？

地面监控部分；空间卫星部分；用户接收部分。

① 地面监控部分地面监控部分地面监控部分地面监控部分由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成；主控站的作用：收集数据、数据处理、监测与协调、调度卫星；再将数据处理的结果编制成导航电文，连同其他资料一起发送给注入站。

② 空间卫星的作用空间卫星的作用空间卫星的作用空间卫星的作用a.接收有地面注入站用S波段发送的导航电文和其他信号；b.接收地面主控站调度命令，修正其他轨运行偏差及启用备用时钟等；c.连续不断的向用户发送GPS导航定位信号并以电文形式提

供卫星自身的现在位置与其他在轨卫星的概路位置，以便用户接收使用。 ③ 用户接收部分的作用用户接收部分的作用用户接收部分的作用用户接收部分的作用：接收、跟踪、变换和测量GPS导航定位信号。 3.GPS的误差来源及消除减弱措施？

与GPS卫星有关的误差；与信号传播有关的误差；与接收设备有关的误差。 4.GPS卫星信号有哪几部分组成？

GPS卫星信号是由载波、测距码和导航电文三部分组成的 5.GPS、北斗多频、单频的目的各是什么？

单频接收机只能接收L1载波信号，测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除 电离层延迟影响，单频接收机只适用于短基线。

能对两个频率进行观测的接收机称为双频接收机。GPS双频接收机可以同时接收L1，L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。GPS双频接收机还能通过在两个频率上的观测，加速整周模糊度的解算。 6.什么是观测量的单差、双差、三差组合？

将直接观测值相减，所获得的结果被当做虚拟观测值，称为载波相位观测值的单差。包括在卫星间求一次差，在接收机间求一次差，在不同历元间求一次差三种求差法。在载波相位测量的一次求差基础上继续求差所获得的结果被当成虚拟观测值，称为双差。常见的二次求差也有三种：在接收机和卫星间求二次差；在接收机和历元间求二次差；在卫星和历元间求二次差。二次差仍可继续求差，称为求三次差。只有一种三次差，即在卫星、接收机和历元间求三次差。

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考虑到GPS定位的误差源，实际上广为采用的求差法有三种：在接收机间求一次差，在接收机和卫星间求二次差，在卫星、接收机和历元间求三次差。他们各自的特点分别是：1）在接收机间求一次差：可以消除卫星钟差；接收机钟差参数数量减少，但并不能消除接收机钟差；卫星星历误差、电离层误差、对流层延迟等的影响也可得以减弱。

2）在接收机和卫星间求二次差：卫星钟差被消去；接收机相对钟差也被消去；在每个历元中双差观测方程的数量均比单差观测方程少一个；参数较少用一般的计算机就可胜任数据处理工作。

3）在卫星、接收机和历元间求三次差：在二次差的基础上进一步消去了整周模糊度参数，但这并没有多少实际意义；三差解是一种浮点解；三差方程的几何强度较差。一般在GPS测量中广泛采用双差固定解而不采用三差解，通常仅被当做较好的初始值，或用于解决整周跳变的探测与修复、整周模糊度的确定等问题。 7．2个观测站观测9颗卫星，能列多少方程？

A、B两站用单频接收机对6颗GPS卫星进行一次同步观测后，可组成5个双差观测

8.GPS装激光反射镜的目的是什么？

现有GPS卫星中有两颗卫星还装有激光反射镜，可以兼作人卫激光测距观测目标。 用人造卫星激光测距仪，精确测定地面测站至装有后向反射器的卫星的距离，并根据卫星的轨道要素来精确计算测站的地面坐标等数据的方法。广泛应用在天文学、大地测量和地震预报等方面。

SVN35和SVN36号GPS卫星上配备了反射棱镜后，就可通过激光测距来分析卫星钟和卫星星历的误差，检验GPS测距的精度。 9.什么是GPS单点定位，什么是星历误差？

GPS单点定位也叫绝对定位，就是采用一台接受机进行定位的模式，它所确定的是接受机天线在WGS-84世界大地坐标系统中的绝对位置，所以单点定位的结果也属于该坐标系统。优点是只需一台接受机即可独立定位，外业观测的组织及实施较为方便，数据处理也较为简单。

缺点是定位精度较低，受卫星轨道误差，钟同步误差及信号传播误差等因素的影响，精度只能达到米级。

由卫星星历给出的卫星位置与实际轨道之差，称为卫星星历误差。 10.如何消除多路径效应误差？

答：多路径的信号传播产生干涉时延效应，导致观测值与真值存在偏差。 选择合适的站址（如草地，避开水塘等）；适当延迟观测时间；在天线下设置抑径板和抑径圈；改进接收机的硬件和软件

11.IGS(GPS导航服务局)提供哪些服务（或产品）？

国际GNSS服务组织，提供的产品包括以下几个方面： 1、GPS卫星星历表

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2、GLONASS卫星星历表 3、地球转动参数 4、IGS跟踪站坐标和速度

5、GPS卫星和IGS跟踪站时钟信息 6、天顶对流层路径延迟估计 7、全球电离层地图

12.GPS多频，组合观测有什么意义，如伪距和相位组合的意义和价值？

答：利用原始载波相位观测值和伪距观测值，经过线性组合形成的虚拟观测值。 通过线性组合可以达到下列作用：（1）消除卫星钟钟差、接收机钟差以及整周模糊度（同一类型同一频率的观测值的线性组合）；（2）消除电离层延迟；便于确定整周模糊度（同一类型不同频率的观测值的线性组合，不同类型观测值的线性组合）

13.GPS基线解算的类型有哪些，优缺点是什么，主要误差源有哪些？

答：（1）单基线模式—一次仅提取2台接收机的同步观测数据来求解它们之间的基线向量。优点：模型简单，一次解求的参数较少，计算量小。缺点：I、无法反映同步观测基线间的统计相关性；II、无法充分利用待定参数间的关联性。

（2）多基线模式—一次提取一个观测时段中所有进行同步观测的n台接收机所采集的同步观测数据，在一个单一解算过程中求出所有1?n条函数独立的基线。优点：数学模型严密，能反映同步观测基线之间的统计相关性。缺点：计算量较大；数学模型和解算过程比较复杂。

（3）整体解模式—一次性解算出所有参与构网的函数独立的基线。除具有多基线模式优点外，还避免了同一基线的不同时段解不一致以及不同时段基线所组成闭合环的闭合差不为0的问题。缺点：数学模型和解算过程最为复杂，对计算机要求高。

14.GPS的应用领域有哪些？

答:

船舶远洋导航和进港引水 籍测量、海洋测量中的应用

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15.卫星概略星历的作用是什么？

卫星历书（导航电文中给出的卫星概略星历）的主要作用是拟定观测计划和有利于快速跟踪锁定卫星信号。 16.GPS信号的调制方式是什么？

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在通信原理中把通信信号按调制方式可分为调频、调相和调幅三种。 GPS卫星信号是采用二进制相位调制法来进行信号调制的。 17.二代GPS卫星间可相互通信、测距，其目的是什么？

Block II R卫星之间能互相跟踪和通信，具备自主定轨的能力。 18.宽相观测值的主要作用？

组成宽巷观测值的目的是为了 快速确定L1载波和L2载波的整周模糊度2。 19.精密单点定位需要IGS提供什么服务？

GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。 20.GPS用户进行数据处理的方式有哪些？

答：实时处理和事后处理

21.什么是载波相位测量，实际观测什么？

答：测量GPS载波信号从GPS卫星发射天线到接收机接收天线的传播路径上的相位变化，从而确定传播距离的方法。 实际观测值由整周计数Int(φ)和不足1周的载波相位观测值Fr(φ)组成。 22.子午卫星系统有哪些局限性？

子午卫星导航系统是采用多普勒测量方法来进行导航和定位的，从导航的角度讲，该系统存在的主要问题是（1）一次定位所需时间太长；（2）不是一个连续的、独立的卫星导航系统；（3）定位精度低（测量角度） 23.整周数如何快速固定，为什么？

答：（1）精确的、不足1周的载波相位观测值和修复周跳后的整周计数只有与正确的整周模糊度配合使用才有意义。（2）在一般精度的GPS定位中，定位所需的时间实际上就是正确确定整周模糊度所需要的时间。 24.GPS单点定位的原理是什么？

答：GPS绝对定位也叫单点定位，即利用GPS卫星和用户接收机之间的距离观测值直接确定用户接收机天线在WGS-84坐标系中相对于坐标系原点--地球质心的绝对位置。GPS相对定位是至少用两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接受及天线之间的相对位置（坐标差） 25.

A、B两站同时对7颗GPS卫星进行连续的双频载波相位测量，用双频观测值进行基线向量解算时共有 6 个整周模糊度参数。 26.SA政策？

AS政策(技术）——在P码上加上绝对保密的W码，通过模二相加得到完全保密的Y码

SA政策(技术)——人为地施加误差以降低GPS卫星的星历精度和卫星钟频率精度。

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