1、举例说明GPS在测量领域中的应⽤。(1)⽤GPS建⽴和维持全球性的参考框架;(2)建⽴各级国家平⾯控制⽹;
(3)布设城市控制⽹、⼯程测量控制⽹,进⾏各种⼯程测量;
(4)在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应⽤。(《GPS测量与数据处理》,P7)3、多普勒计数
答:若接收机产⽣⼀个频率为的本振信号,并与接收到的频率为的卫星信号混频,然后将差频信号()在时间段[,]间进⾏积分,则积分值,称为多普勒计数。
1、GPS系统由哪⼏部分组成,并说明其作⽤?
GPS系统由三个部分组成:空间部分(GPS卫星)、地⾯监控部分和⽤户部分。各部分作⽤如下:
(1)GPS卫星可连续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正常运转。
(2)地⾯监控系统的主要功能是: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。地⾯监控系统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,修复故障或启⽤备⽤件等。(3)⽤户则⽤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等参数。2、GPS系统中卫星的⼴播星历是由()编制的:答案:BA 卫星上的处理器B主控站C监测站D注⼊站
3、GPS测量中,如何消除天线平均相位中⼼偏差的影响?
答:由于天线平均相位中⼼偏差的存在,GPS测量所得的位置并⾮标⽯中⼼的位置。解决这个问题的⼀般⽅法有:(1)归⼼改正法。进⾏GPS测量时若将接收机天线指标线指北,则有
当基线两端使⽤不同类型的GPS接收机天线时,可⽤上述⽅法分别进⾏改正,将成果归算⾄标⽯中⼼。(2)消去法。在相对定位时,若使⽤的均是同⼀类型的GPS接收天线,将各站的天线指标线指北即可。4、什么是接收通道?序贯通道与多路复⽤通道的⼯作原理有何区别?
答:接收机中⽤来跟踪、处理、量测卫星信号的部件,由⽆线电元器件、数字电路等硬件和专⽤软件所组成,称为接收通道。⼀个通道在⼀个时刻只能跟踪⼀个卫星某⼀频率的信号。序贯通道的循环周期⼤于20ms;多路复⽤通道的循环周期⼩于或等于20ms。由于导航电⽂中每个⽐特持续的时间为20ms,故多路复⽤通道可同时采集到各卫星的导航电⽂,⽽序贯通道则不能(必须通过其他渠道获得导航电⽂)。5、天线的平均相位中⼼偏差,天线⾼
答:GPS测量中,天线对中是以接收机天线的⼏何中⼼(位于天线纵轴的中⼼线)为准的,⽽测量的却是平均相位中⼼的位置。由于天线结构⽅⾯的原因,平均相位中⼼和⼏何中⼼往往不重合,两者之差称为平均相位中⼼偏差,其值由⽣产⼚商给出。
天线平均相位中⼼⾄标⽯中⼼的垂直距离H称为天线⾼。1、GPS卫星信号由哪⼏部分组成?
GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电⽂三部分组成。其中:
(1)可运载调制信号的⾼频振荡波称为载波。GPS卫星所⽤的载波有两个:L1()和L2();(2)测距码是⽤于测定从卫星⾄接收机间的距离的⼆进制码,包括C/A码和P码。
(3)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位置、卫星的⼯作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的⼆进制代码,也称数据码(D码)。2、GPS导航电⽂包含以下哪些内容:答案:ABCA. 卫星星历B. 卫星钟改正数C. 电离层延迟改正参数D. C/A码距离观测值
3、对于GPS卫星导航电⽂的第⼆数据块,下列那些说法正确? 答案:ACDA. 由第⼆、三⼦帧中的内容构成B. 包含该卫星钟的改正参数C. 包含该卫星的⼴播星历参数D. 包含该卫星星历的数据龄期
5、测距码调制到载波上的基本原理是怎样的?
答:GPS卫星信号采⽤的是⼆进制相位调制法。其基本原理是先将导航电⽂调制在测距码上,然后再将组合码调制到载波上。6、导航电⽂
答: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位置、卫星的⼯作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的⼆进制代码,也称数据码(D码)。它是⽤户利⽤GPS进⾏导航定位时⼀组⽐不可少的数据。1. 与卫星有关的误差包括哪⼏类?
答:与卫星有关的误差包括:卫星星历误差;卫星钟的钟误差;相对论效应。2. 总体⽽⾔,消除和减弱各种误差影响的⽅法有哪些?答:消除和减弱各种误差影响的主要⽅法有:(1)模型改正法
原理:利⽤模型计算出误差影响的⼤⼩,直接对观测值进⾏修正。
适⽤情况:对误差的特性、机制及产⽣原因有较深刻了解,能建⽴理论或经验公式。所针对的误差源:相对论效应,电离层延迟,对流层延迟,卫星钟差。限制:有些误差难以模型化。(2)求差法
原理:通过观测值间⼀定⽅式的相互求差,消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响。适⽤情况:误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。
所针对的误差源:对流层延迟、电离层延迟、卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差。限制:空间相关性将随着测站间距离的增加⽽减弱。(3)参数法
原理:采⽤参数估计的⽅法,将系统性偏差求定出来。适⽤情况:⼏乎适⽤于任何的情况。
限制:不能同时将所有影响均作为参数来估计。
(4)选择较好且适⽤的软硬件和选择合适的测量地点与⽅法。
3.⽤⼴播星历钟的卫星钟差改正数进⾏改正后,卫星钟差残余量在什么量级?进⼀步进⾏改正的⽅法有哪些?
答:⽤⼴播星历的卫星钟差改正数改正后,卫星钟差残余量为5~10ns,对测距的影响为1.5~3.0m。为了适应更⾼精度的应⽤,进⼀步的改进⽅法有:
1.利⽤测码伪距单点定位⽅法来确定接收机钟的钟差,精度估计可以达到0.1~0.2。
2.通过各种渠道获得精确的卫星钟钟差值,⼀般IGS是⽐较好的数据来源,⽬前IGS给出的卫星钟差的精度可以达到0.1ns。3通过观测值相减来消除公共的钟差项。4.为什么GPS测量中必须仔细地消除钟误差?
答:在GPS测量中我们是以及卫星信号的传播时间来确定从卫星⾄接收机的距离的。其中为卫星钟所测定的信号离开卫星的时刻,为接收机钟所测定的信号到达接收机的时刻。若信号理论卫星时卫星钟相对于标准的GPS时的钟差为,信号到达接收机
时接收机钟相对于标准的GPS时的钟差为,那么上述钟误差对测距所造成的影响为
。由于信号的传播速度c的值很⼤,因此在GPS测量中必须⼗分仔细地消除钟误差。5.相对论效应的影响下,卫星钟频率是变快还是变慢?如何改正?
答:相对论效应的影响下,卫星钟频率变快。解决⽅法是在地⾯上⽣产原⼦钟时将钟的频率降低,f为卫星的真近点⾓。另外为了求得相对论效应的精确值,⽤户还需加上⼀项改正:
由于卫星钟的频率误差⽽引起的卫星信号传播时间的误差和测距误差为:
其中e为卫星轨道的偏⼼率,E为偏近点⾓。6.物理同步误差,数学同步误差
答:由GPS卫星上的卫星钟所直接给出的时间与标准的GPS时之差称为卫星钟的物理同步误差。顾及改正数后的卫星钟读数与标准的GPS时间之差称为卫星钟的数学同步误差,其中
。数学同步误差是由卫星导航电⽂中所给出的钟差参数的预报误差以及被略去的随机项引起的。1.试对⼴播星历与精密星历进⾏⽐较。
答:卫星的⼴播星历是由全球定位系统的地⾯控制部分所确定和提供的,经卫星向全球所有⽤户公开播发的⼀种预报星历,其精度较差。SA政策取消后,⼴播星历与IGS精密星历之差⼀般在10m以内。
精密星历则是为满⾜⼤地测量、地区动⼒学研究等精密应⽤领域的需要⽽⽣产的⼀种⾼精度的后处理星历(⽬前IGS也开始提供精密预报星历,以满⾜⾼精度实时定位⽤户的需要)。⽬前的精密星历主要有两种:由美国国防制图局(DMA)⽣产的精密星历以及由国际服务(IGS)⽣产的精密星历。前者的星历精度约为2m;后者的精度则优于5cm。IGS是⼀个⾮军⽅的估计协作组织,其开放性也⾼。
2.在相对定位中,对于20km长的基线,100m的星历误差对基线的精度影响最⼤有多⼤?答:卫星星历误差对相对定位结果的影响⼀般可⽤下式来估计:,式中,
为卫星星历误差,为卫星星历误差所引起的基线误差,为基线长,为接收机⾄卫星的距离。
1.影响TEC的因素有哪些?
1.电离层TEC随电离层的⾼度不同⽽变化。
2.随地⽅时的不同⽽变化,⼀般⽽⾔,⽩天的电⼦含量最⾼,⿊夜的电⼦含量最低。3.受到太阳活动的影响。
4.随季节不同⽽变化,如7⽉份和11⽉份的电⼦含量相差4倍。5.受到地磁场变化的影响。6.随着测站位置的不同⽽变化。
2.列出必要公式来说明怎样利⽤双频观测值来消除电离层的误差根据所学知识,相位观测值的电离层改正量为:
伪距观测值的电离层改正量
●对于载波相位观测量,消除⼀阶电离层影响的两种有效组合形式为:
●对于双频伪距观测值,消除⼀阶电离层影响的两种有效组合形式为:
3.单频⽤户可以采⽤什么⽅式减弱电离层影响?
答:对于单频载波相位测量⽽⾔,电离层效应距离偏差改正⽅法主要有相对定位,模型改正,半和改正法。距离较短时可⽤相对定位法,距离较远或者电离层⾮常活跃时应该⽤模型改正或半和改正。根据不同的情况选择合适的⽅法!4.⾊散效应,电离层改正
答:复合光通过三棱镜等分光器由于波长频率的不同被分解为各种单⾊光的现象,叫做光的⾊散。
电磁波信号(卫星所发射的信号)在穿过电离层时,其传播速度会发⽣变化,变化程度主要取决于电离层中的电⼦密度和信号频率;其传播路径也会略微弯曲,从⽽使得⽤信号的传播时间乘上真空中的光速c后所得到的距离不等于从信号源⾄接收机的⼏何距离,对这种误差进⾏的改正称为电离层改正。
1、什么叫多路径误差?在GPS测量中可采⽤哪些⽅法来消除或削弱多路径误差?
答:在GPS测量中,被测站附近的物体所反射的卫星信号(反射波)被接收机天线所接收,与直接来⾃卫星的信号(直接波)产⽣⼲涉,从⽽使观测值偏离真值产⽣所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的⼲涉时延效应被称做多路径效应。
多路径效应将严重损害GPS测量的精度,严重时还将引起信号的失锁,是GPS测量中的⼀种重要的误差源。要消除或削弱多路径误差影响可采取的⽅法和措施有:⼀)选择合适的测站1、避免临近⽔域;
2、不宜选择⼭坡上;3、注意离开⾼层建筑⼆)选择合适的GPS接收机1、在天线下设置抑径板或抑径圈;
2、接收机天线对极化⽅向相反的反射信号应有较强的抑制能⼒;3、改进接收机的软、硬件三)适当延长观测时间
2. 什么叫GPS接收天线相位中⼼偏差?在GPS测量中可⽤哪些⽅法来消除其影响?
答:GPS测量和定位时,天线对中是以接收机天线的⼏何中⼼为准的,天线的相位中⼼与其⼏何中⼼在理论应保持⼀致。然⽽,天线的相位中⼼实际上是随信号输⼊的强度和⽅向不同⽽变化的,即观测时相位中⼼的瞬时位置(⼀般称相位中⼼)与理论上的相位中⼼将不⼀致,这种偏差称为天线相位中⼼偏差。亦可以将天线相位中⼼偏差分成两部分考虑:平均相位中⼼与天线⼏何中⼼的偏差和瞬时相位中⼼与平均相位中⼼的偏差。
对于前者的改正可以通过:1)采⽤归⼼改正的⽅法,这种⽅法主要⽤于进⾏⾼精度单点定位以及采⽤不同类型的接收机天线进⾏相对定位时;2)对于采⽤同⼀类型的接收机天线进⾏相对定位时,则可通过天线指北的⽅法来予以消除。
⽽瞬时相位中⼼与平均相位中⼼的差异是随着卫星⾼度⾓的不同⽽变化,且主要表现在⾼程⽅向上,平⾯上⼀般忽略不计,它的差异值⼀般均由接收机⽣产⼚家直接给出,以⽅便⽤户使⽤。1. 在GPS系统是如何⽤测距码来测定伪距的?
答:测距码是⽤以测定从卫星⾄地⾯测站间距离的⼀种⼆进制码序列。利⽤测距码测定伪距,⾸先假设卫星钟和接收机钟均⽆误差,都能与标准的GPS时间保持严格同步。在某⼀时刻
t卫星在卫星钟的控制下发出某⼀结构的测距码,与此同时接收机则在接收机钟的控制下产⽣或者说复制出结构完全相同的测距码(简称复制码)。由卫星所产⽣的测距码经△t时间的传播后到达接收机并被接收机所接收。由接收机所产⽣的复制码则经过⼀个时间延迟器延迟时间τ后与接收到的危险能够信号进⾏⽐对。如果这两个信号尚未对齐,就调整延迟时间τ,直⾄这两个信号对齐为⽌。此时复制码的延迟时间τ就等于卫星信号的传播时间△t,将其乘以真空中的光速c后即可得卫星⾄地⾯的距离ρ:ρ=τ·c=△t·c。由于卫星钟与接收机钟不同步,以及信号在传播过程中受到⼤⽓层的影响使得V≠c,所以求得的距离ρ并不等于卫星到地⾯测站的实际距离,故将其称为伪距。2. 在全球定位系统中为何要⽤测距码来测定伪距?
答:全球定位系统采⽤测距码来进⾏伪距测量,⽽不采⽤其他⼿段(如脉冲法),这是因为⽤测距码来测定伪距具有以下⼏个优点:
1)易于将微弱的卫星信号提取出来。卫星信号的发射功率有限,很容易被⼀些⼲扰信号(如电视台、移动电话台、微波中继站等)所掩盖,卫星信号的强度⼀般只有这些噪声信号强度的万分之⼀或更低。只有依据伪距码的独特结构,才能将卫星信号从噪声中提取出来;
2)可提⾼测距精度。⽤测距码进⾏相关处理所获得的伪距观测值可以视为⽤积分间隔中的每个码分别测距,然后将测得的结果取平均后所获得的均值,其精度显然要⾼于脉冲法测距的精度;
3)便于⽤码分多址技术对卫星信号进⾏识别和处理。接收机接受信号时,卫星信号会连同噪声⼀起进⼊每个通道。但接收机在每个通道都规定了所观测卫星的PRN号,因此相应通道只产⽣相对应卫星的复制码,⽽其他卫星的测距码及噪声与该复制码可视为相互正交,相关系数的影响趋于零。这样就可以将其他卫星信号及噪声分离出去。因此让每个通道皆产⽣与需要观测的卫星相同的测距码,就能同时对视场中的n颗卫星分别进⾏伪距观测,从⽽⽅便地实现对卫星信号的识别和处理;4)便于对系统进⾏控制和管理。采⽤测距码后,美国国防部可以通过公开某种码的结构或对某种码结构进⾏保密来对⽤户使⽤该系统的程度加以控制。
3. 写出伪距测量的观测⽅程并详细阐述⽅程中各项的含义。答:
4. 载波相位测量的实际观测值是什么?答:
进⾏载波相位观测时,GPS接收机实际能量测、提供给⽤户如下的观测值:1)跟踪到卫星信号后的⾸次量测值,不⾜⼀周的部分Fr(Φ)2)其余各次观测值整周计数Int(Φ)
1. 静态相对定位中,在卫星之间求⼀次差可有效消除或削弱的误差项为:AA. 卫星钟差B. 电离层延迟误差C. 星历误差D. 接收机钟差
2. 什么是单差、双差和三差,它们各有什么特点?
答: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。
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。
3.为什么在⼀般的GPS定位中⼴泛采⽤双差观测值?
答:由于双差观测存在以下的优点:消去了卫星钟差;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;参数⼤⼤减少,⽤⼀般的计算机就可胜任数据处理⼯作。4.为什么在静态相对定位载波测量中⼴泛采⽤求差法?
答:在载波测量中,多余参数的数量往往⾮常多,这样数据处理的⼯作量⼗分庞⼤,对计算机及作业⼈员的素质也会提出较⾼的要求。此外,未知参数过多使得解的稳定性减弱。⽽通过观测值相减即求差法可消除多余观测数,从⽽⼤⼤降低了⼯作量。5.什么是宽巷观测值?如何利⽤宽巷观测值?
答:宽巷观测值为两个不同频率的载波(L1,L2)相位观测值间的⼀种线性组合,即
。其对应的频率为,对应的波长为
,对应的整周模糊度为。由于宽巷观测值的波长达86cm,利⽤它可以很容易准确确定其整周模糊度,进⽽准确确定N1和N2。
1. 什么叫整周跳变?在GPS测量中应如何来解决整周周跳问题?
答:如果由于某种原因使计数器在某段时间内的累计⼯作产⽣中断,那么恢复累计后的所有计数中都含有同⼀偏差,该偏差为中断期间所丢失的整周数。对于不⾜⼀周部分⽽⾔,由于接收机的正常⼯作,仍然是正确的,这种整周计数出现错误⽽不⾜⼀周部分仍然正确的现象称为整周跳变,简称周跳。
周跳会影响结果精度,应该进⾏探测和修复。主要有⾼次差法,多项式拟合法,⽤双频P码探测修复以及三次差法。2.详细介绍⽤⾼次差法或多项式拟合法修复整周跳变的算法。(仅选⼀种介绍)答:(1)⾼次差法
对于⼀组不含整周跳变的实测数据,在相邻的两个观测值间依次求差⽽求得⼀次差,由于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,也等于两个历元间卫星的径向速度的平均值与采样间隔的乘积。因此径向的变化在求⼀次差后就要平缓得多。同样,在两个相邻的⼀次差间继续求差就得⼆次差。⼆次差为卫星的径向加速度的均值与采样间隔乘积,变化更加平缓。采⽤同样的办法求⾄四次差时,其值已趋于零,其残余误差已呈现偶然特性。
对于存在周跳的实测数据,如果从某个观测值开始有100周的周跳,就将使各次差产⽣相应的误差,⽽且误差的量会逐次放⼤,根据这⼀原理可探测出周跳发⽣的位置及其⼤⼩。(2)多项式拟合法:
将m个⽆周跳的载波相位观测值代⼊下式,进⾏多项式拟合:
(i=1,2,....,m;m>n+1) ⽤最⼩⼆乘法求得式中的多项式系数a0,a1,...,an,并根据拟合后的参差计算出中误差.⽤求得的多项式系数来外推下⼀历元的载波相位观测值并与实际观测值进⾏⽐较,当两者之差⼩于3倍中误差时,认为该观测值⽆周跳.去掉最早的⼀个观测值,假如上述⽆周跳的实际观测值后继续上述过程进⾏多项式拟合.当外推值与实际观测值之差⼤于等于3倍中误差时,认为实际观测值有周跳.此时应采⽤外推的整周计数去取代有周跳的实际观测值中的整周计数,但不⾜⼀周的部分Fr(Φ)仍保持不动.然后继续上述过程,直⾄最后⼀个观测值为⽌。3. 在基线解算时,求解整周未知数的常⽤⽅法有哪些?答:取整法;置信区间法;模糊度函数法;整数解和实数解4.为什么说准确确定整周未知数是载波相位测量中的关键问题?
答:(1) 精确的及修复周跳后的整周计数只有与正确的N配合使⽤才有意义,N出错将严重损害定位精度和可靠性。
(2) 在⼀般的GPS测量中,定位所需的时间即为确定模糊度所需的时间,快速确定N对提⾼GPS定位速度,提⾼作业效率具有重要作⽤。
5. 为什么在短基线GPS测量时⼀般都采⽤双差固定解?
答:在短基线测量中,由于测站间所受到的误差相关性好,利⽤双差法就能较完善地将这些误差消除,因⽽通常都能获得固定解。在中长基线测量中,误差的相关性将减弱,初始解的误差将随之增⼤,从⽽使模糊度参数很难固定。6. 何谓基线解算中的整数解(固定解)?简要说明其计算⽅法及优点?
答:当整周模糊度参数取整数时所求得的基线向量解称为整数解,也称为固定解。计算步骤如下:
1)求初始解。⽤修复周跳、剔除粗差后的载波相位观测值进⾏基线向量的解算,求得基线向量及整周模糊度参数,这种解称为初始解。由于各种误差的影响,初始解中的模糊度参数⼀般为实数。
2)将整周模糊度固定为整数。采⽤取整法、置信区间法或其他⽅法,⾮常有把握将上述模糊度参数⼀⼀固定为整数。3)求固定解。将上述固定为整数的模糊度参数作为已知值代回法⽅程式,重新求解基线向量,从⽽获得固定解。
整数解是在模糊度参数已被恢复为真值的基础上求得的,是与⼀组不受误差影响的、正确的、模糊度参数相对应的解,所以精度较⾼。
1. 什么是伪距单点定位?说明⽤户在使⽤GPS接收机进⾏伪距单点定位时,为何需要同时观测⾄少4颗GPS卫星?
答:根据GPS卫星星历和⼀台GPS接收机的伪距测量观测值来直接独⽴确定⽤户接收机天线在WGS-84坐标系中的绝对坐标的⽅法叫伪距单点定位,也叫绝对定位。由于进⾏伪距单点定位时,每颗卫星的伪距测量观测值中都包含有接收机钟差这⼀误差,造成距离测量观测值很不准确。需要将接收机钟差作为⼀个未知数加⼊到伪距单点定位的计算中,再加上接收机天线坐标三个未知数,为了不造成⽅程秩亏⽆法求解,就⾄少需要4个伪距观测值,即需要同时观测⾄少4颗GPS卫星。2. 什么是静态相对定位载波测量?
答:如果待定点在地固坐标中的位置近似为固定不变,通过载波测量确定这些待定点间的相对位置成为载波相对定位。3. 简述go and stop法的基本原理,以及该⽅法的适⽤范围。
答:保持连续跟踪的所有载波相位观测值中都有相同的整周未知数,只要⾸先设法确定这些整周未知数,并在以后的迁站中保持继续保持对卫星的跟踪,当接收机到达新的测站点就不需要再确定整周未知数了。这样在新点上只需要1-2分钟的观测就可以精确确定基线向量。⾛⾛停停法从形式上看类似于动态定位,因为接收机在迁站过程中仍需开机观测,保持对卫星的连续跟踪。但这种跟踪的⽬的不是为了确定接收机的运动轨迹⽽是为了传递整周模糊度,以便达到定点后可实现快速定位。该⽅法通常是采⽤已知基线法和交换天线法来快速确定整周模糊度的(这⼀过程也被称为“初始化”)。这种⽅法只在开阔地区适⽤,在⼀般地区,常因为各种遮挡在迁站过程中失锁⽽⽆法传递整周模糊度!1.请简述差分GPS的基本原理。何为位置差分?何为距离差分?答:利⽤误差的空间相关性
以上各类误差中除多路径效应均具有较强的空间相关性,从⽽定位结果也有⼀定的空间相关性。
差分GPS的基本原理:利⽤基准站(设在坐标精确已知的点上)测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响,供流动站改正其观测值或定位结果差分改正数的类型:
距离改正数:利⽤基准站坐标和卫星星历可计算出站星间的计算距离,计算距离减去观测距离即为距离改正数。这种⽅法称为距离差分。
位置(坐标改正数)改正数:基准站上的接收机对GPS卫星进⾏观测,确定出测站的观测坐标,测站的已知坐标与观测坐标之差即为位置的改正数。这种⽅法称为位置差分。2.什么是⼴域差分GPS及其组成?
答:在⼀个相当⼤的区域中,较为均匀的布设少量的基准站组成⼀个系数的差分GPS⽹,各基准站独⽴进⾏观测并将求得的距离差分改正数传送给数据处理中⼼,由数据处理中⼼进⾏统⼀处理,以便将各种误差分离开来,然后再将卫星星历改正数、卫星钟差改正数以及⼤⽓延迟模型等播发给⽤户,这种差分系统称为⼴域差分系统。
⼴域差分系统主要由基准站、数据处理中⼼、数据通信链、监测站及⽤户等部分组成。基准站的数量视覆盖⾯积及⽤途⽽定,⼴域差分GPS系统(WAAS)的数据通信链包括两个部分:⼀是基准站,监测站,数据处理中⼼等固定站间的数据通信链;⼆是系统与⽤户之间的数据通信链。
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