卫星定位导航-复习

1.GPS定位系统有哪几部分组成的？各部分的作用是什么？（1）GPS卫星星座1.接受地面站发来的导航电文和其他信号2.接受地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备3.连续不断地向地面发送GPS导航和定位信号（2）地面监控系统: 一个主控站：收集数据；处理数据；监测协调；控制卫星三个注入站：将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器五个监测站：接收卫星信号，为主控站提供卫星的观测数据（3）GPS信号接收机：捕获卫星信号，计算出测站的三维位置或三维速度和时间，达到导航和定位的目的2.GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS 信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。

3.GPS接收机主要由接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源三部分组成。

完全定义一个空间直角坐标系必须明确：①坐标原点位置②三个坐标轴的指向③长度单位2.参心坐标系和质心坐标系的定义：参心是椭球的几何中心，质心是椭球的质量中心4.WGS—84坐标系的定义原点位于地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协议地球极（CIP）方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和CIP赤道的交点，Y轴与Z,X轴构成右手坐标系。

5.导航电文（卫星电文、数据码/D码）：GPS卫星的导航电文是用户用来定位和导航的数据基础。

主要包括：卫星星历，时钟改正，电离层时延延正，工作状态信息以及C/A码转换到捕获P码的信息。

6.GPS使用L1,L2两种载波的目的：目的在于测量出或消除掉由于电离层效应而引起的延迟误差。

7.C/A码和P码的含义C/A码是用于粗测距和捕获GPS卫星信号的伪随机码。

P码是卫星的精测码。

8. 二体问题：忽略所有的摄动力，仅考虑地球质心引力研究卫星相对于地球的运动，在天体力学中，称之为二体问题。

GPS期末考试复习题填空题名词解释1、天球：以地球质心M为球心，以任意长为半径的假想球体。

2、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称为春分点。

3、章动：由于月球轨道和月地距离的变化，使实际北天极沿椭圆形轨道绕瞬时平北天极旋转的现象。

4、WGS-84坐标系：(World Geodical System-84)由美国国防部制图局建立协议地球坐标系，是GPS所采用的坐标系统。

坐标系原点位于地球的质心；Z轴指向定义的协议地球极方向；X轴指向起始子午面与赤道的交点；Y轴位于赤道面上，且按右手与X轴呈90°夹角。

5、预报星历：监控数据时间序列外推估注入的卫星轨道参数。

6、精密星历：为了满足大地测量学和地球动力学对高精度定位的要求，一些国家的有关部门，根据各自建立的GPS卫星跟踪站所获得的GPS卫星精密观测资料，采用确定预报星历的相似的方法，计算出任一时刻的卫星星历。

目前，这样的组织至少有两个：一个是美国国防制图局(DMA),另一个是国际GPS动力学服务IGS（International GPS service for geodynamics)。

7、星钟的数据龄期：从作预报星历的最后观测时间到第一数据块的参考时间之间的时段。

8、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。

9、伪随机码：伪随机码是一个具有一定周期的取值0和1的离散符号串。

它不仅具有高斯噪声所有的良好的自相关特性，而且具有某种确定的编码规则。

10、伪距：由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的量测距离。

该距离受钟差和信号延迟影响，测量的实际距离和卫星到接收机的几何距离有一定差值，称量测距离为伪距。

11、伪距法：将整周未知数当作平差中的待定参数多普勒法快速确定整周未知数法12、屏幕扫描法：用高次差或多项式拟合法在卫星间求差法双频观测值修复法平差后残差修复法13、双差实数解：理论上整周未知数N是一整数，但平差解算得的是一实数，称为双差实数解。

GPS复习资料一、名词解释1。

GNSS：GNSS是Global Navigation Satellite System的缩写。

中文译名应为全球导航卫星系统。

目前，GNSS包含了美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统、中国的Compass（北斗）。

它不是单一导航卫星系统,而是一个综合导航卫星系统，它体现了卫星导航的优越性。

2.天球:以地球质心为中心，以无穷大为半径的假想球体称为天球。

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。

3.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.4。

岁差:地球绕地轴旋转，由于日、月等天体的影响,地球的旋转轴在空间围绕黄极发生缓慢旋转，形成一个倒圆锥体，锥角等于黄赤交角,旋转周期为26000年,这种运动称为岁差。

5.章动：月球引力产生的转矩大小和方向不断变化，从而导致地球旋转轴在岁差的基础上叠加18.6年的短周期圆周运动,振幅为9.21秒，这种现象称为章动。

6.极移：地球自转轴相对于地球体的位置不是固定的，因而地极点在地球表面的位置是随时间而变化的，这种现象称为极移。

7。

历元：在天文学和卫星定位中与所获取数据对应的时刻称为历元。

8.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坐标系中相对坐标系原点的绝对位置.9。

相对定位：用至少两台GPS接收机，同步观测相同的GPS卫星，确定两台接收机天线之间的相对位置。

有静态相对定位和动态相对定位之分。

10.伪距：是由GPS观测得到的GPS观测站到卫星的距离。

由于尚未对“卫星时钟与接收机时钟同步误差”所造成的影响加以改正，在所测距离中包含着时钟误差因素，故称“伪距”。

11.周跳：在卫星跟踪过程中，如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断，或受无线电信号干扰造成失锁，这样计数器就无法连续计数.当信号被重新跟踪后,整周计数就不正确，但是不到一个整周的相位观测值仍是正确的。

1、北斗卫星导航的图标是：2、北斗卫星导航系统的星座图：3、GPS卫星导航的图标是：4、GPS卫星导航系统的星座图：3、Glonass卫星导航的图标是：4、GPS卫星导航系统的星座图：5、Galileo卫星导航的图标是：6、GPS卫星导航系统的星座图：1、美国从本世纪70年代开始研制GPS系统，于______年全面建成。

GPS系统空间星座由______颗定位卫星组成。

【答案：1994，24】2、1978年2月，首颗GPS卫星（Block-Ⅰ）发射。

3、苏联在1976年启动的GLONASS（格洛纳斯）项目，1996年初建成，已于2011年1月1日在全球正式运行，一共有______颗卫星，分布在______个平面上【答案：24，3】。

4、第一颗GLONASS卫星成功发射的时间是1982年10月12日。

5、中国的______和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo系统并称为全球四大卫星导航系统。

【答案：北斗】6、其中具有一定的通信能力的导航卫星系统是______。

【答案：北斗】7、北斗导航卫星系统的简称是______。

【答案：BDS】8、全球导航卫星系统基本组成包括______、______和______。

【答案：空间段，地面控制段，用户段】9、北斗导航卫星系统提供______和______两种服务方式。

【答案：开放服务，授权服务】10、北斗导航卫星系统的定位精度为______，测速精度为______，授时精度为______。

【答案：10米，0.2米/秒，50纳秒】11、满足水平和垂直定位精度均优于10m的服务范围称为______。

【答案：北斗系统公开服务区】12、北斗二号的总设计师是______。

【答案：孙家栋】13、北斗导航卫星系统完全组网后将由______颗卫星组成，其中包括______颗地球静止轨道卫星和______颗非地球静止轨道卫星。

【答案：35，5，30】14、如图1所示，北斗区域导航卫星系统分为______、______和______三种轨道类型。

GPS基础知识⼀GPS 复习题⼀1.GPS 卫星定位技术的发展过程推算定位-天⽂导航-惯性导航-⽆线电导航 2.GPS 系统的组成空间部分:24颗卫星（21颗⼯作卫星+3颗备⽤卫星），6个近圆形轨道⾯，⾼度约20200km ，地⾯控制部分: 1个主控站、5个监测站、3个注⼊站⽤户设备部分: ⽤户设备主要是GPS 接收机，它由天线前置放⼤器、信号处理、控制与显⽰、记录和供电单元组成。

3.GPS 系统特点定位精度⾼观测时间短测站间⽆需通视可提供三维坐标操作简便,全天候作业功能多，应⽤⼴ 4.名词解释黄道 :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ε称为黄⾚交⾓，约23.50。

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。

岁差 : 春分点在黄道上产⽣缓慢西移，此现象在天⽂学上称为岁差。

章动 : 瞬时北天极将绕瞬时平北天极产⽣旋转，轨迹⼤致为椭圆。

这种现象称为章动。

极移 :地球⾃转轴相对于地球体的位置不是固定的，地极点在地球表⾯上的位置随时间⽽变化的现象称为极移。

历元: 在天⽂学和卫星定位中，与所获取数据对应的时刻也称历元。

5．什么是协议坐标系？建⽴⽅法，协议天球坐标系与协议地球坐标系的转换坐标系统是由坐标原点位置、坐标轴指向和尺度所定义的。

在GPS 定位中，坐标系原点⼀般取地球质⼼，⽽坐标轴的指向具有⼀定的选择性，为了使⽤上的⽅便，国际上都通过协议来确定某些全球性坐标系统的坐标轴指向，这种共同确认的坐标系称为协议坐标系。

RM ——极移改正RS —— GAST 改正RN ——章动改正 RP ——岁差改正 6．什么是WGS —84坐标系？WGS —84坐标系采⽤什么椭球体参数？原点位于地球质⼼，z 轴指向国际时间局1984年0时定义的BIH1984.0协议地球极⽅向，x 轴指向BIH1984.0的零⼦午⾯和CTP ⾚道的交点，Y 轴与Z ，X 轴构成右⼿系坐标系。

GPS测量原理及应用名词解释1.天球：指以地球质心为中心，半径无穷大的理想球体。

2.岁差：指平北天极以北黄极为中心，以黄赤交角为半径的一种顺时针圆周运动。

3.章动：指真北天极绕平北天极所作的顺时针椭圆运动。

4.原子时：原子时：以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统。

原子时秒长是指位于海平面上的铯原子133基态两个超精细能级，在零磁场中跃迁辐射震荡9192631770周所持续的时间。

卫星的受摄运动：卫星在地球质心引力和各种摄动力综合影响下的轨道运动。

5.码：指表达信息的二进制数及其组合。

6.伪随机噪声码：具有类似随机码的良好自关性特性，具有某种确定的编码规则，是周期性的、可人工复制的码序列。

7.GPS卫星的导航电文：是以二进制码的形式播送给用户，又叫数据码。

主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、卫星工作状态信息以及由C/A码捕获P码的信息。

8.预报星历，又称广播星历：指相对参考历元的外推星历，是通过导航电文的数据块的方式直接发射给用户接收机。

9.GPS卫星的载波信号：GPS卫星的测距码信号和导航电文信号都属于低频信号，GPS卫星的载波信号是另外发射的一种高频信号，将低频的测距码信号和导航电文信号加载到这一高频信号上，构成一高频的已调波发射给地面。

GPS 卫星采用L频带的两种不同频率的电磁波作为高频信号，分别称为L1载波和L2载波。

10.信号的调解：指从接收到的以调波中分离出测距码信号、导航电文信号以及纯净的载波信号的技术。

12、解调：在进行GPS卫星定位测量时，既然用户接收机收到的GPS卫星信号是一种已调波，那么，随之产生的一个技术问题，就是怎样从接收到的已调波中分离出测距码信号、导航电文信号以及纯净的载波信号，这项技术称为信号的解调。

13调制：将频率较低的信号加载在频率较高的载波上的过程称为调制。

14.静态绝对定位：是在接收机天线处于静态状态下，确定测站的三维地心坐标。

静态绝对定位原理包括：伪距观测方程、伪距法绝对定位解、卫星的几何分布对绝对定位精度的影响等。

第一章绪论1.GPS：是接收人造卫星电波，准确求顶接收机自身位置的系统。

目前世界上有那些全球性的卫星导航系统？（俄罗斯GLONASS、欧洲Galileo、中国北斗、美国GPS）欧空局的全球卫星定位系统的名称是什么？2. GPS系统组成：（1）空间星座部分：24颗卫星提供星历和时间信息，发射伪距和载波信号，提供其他辅助信息。

（2）用户部分：接收并观测卫星信号，记录和处理数据，提供导航定位信息。

（3）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。

【5个监测站、1个主控站、3个注入站】3. GPS按接收机用途分为三类：导航型、测量型、授时型；接收机由天线单元、机主机单元和电源组成。

4、精密工程测量采用那种类型的GPS接收机？5、GPS接收机中采用的是铷钟、铯钟还是石英钟？6．与传统测量方法相比，GPS系统特点：1）全球性---全球范围连续覆盖；(4~12颗)；2）全能性-—三维位置、时间、速度；3）全天侯4）实时性----定位速度快；；5）连续性；6）高精度；7）抗干扰性能好，保密性好；8）控制性强；9）观测站之间无需通视；10）提供三维坐标；11）操作简便。

7、gps有哪些新的应用领域8、GPS在测量上的用途有那些？9.常见GPS卫星信号接收机（例举几个著名的中外GPS生产厂商）：Ashtech系列GPS接收机、Trimble(天宝)系列GPS接收机、Leica(莱卡) 系列GPS接收机、中纬系列GPS接收机、南方系列GPS接收机、中海达系列GPS接收机第二章 GPS定位的坐标系统与时间系统1．天球：是指以地球质心M为中心，半径r为任意长的一个假想的球体。

黄道：即当地球绕太阳公转时，地球上观测者所见到太阳在天球上运动的轨迹称为黄道黄赤交角：黄道平面与赤道平面的夹角ε称为黄赤交角，约为23.5°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称为春分点。

GPS测量原理复习GPS模拟题⼀、名词解释（每题2分，共12分）1、春分点2、卫星的⽆摄运动3、GPS时间系统4、伪距5、相对定位6、同步观测环⼆、填空题（每空1分，共13分）1、⽬前世界上发展⽐较完善的4⼤卫星导航定位系统包括：美国的GPS系统，，，，它们将在2020年左右共同组成全球导航卫星系统GNSS。

2、GPS定位是被动定位，必须建⽴⾼稳定的频率标准。

因此每颗卫星都安装有⾼精度铷原⼦钟和铯原⼦钟各台。

GPS发送⼏种不同频率的信号，都来⾃同⼀个基准频率MHz。

3、定义⼀个时间系统的条件有和等。

4、GPS接收机由、和三个单元组成。

5、GPS卫星播发的信号，包括、、等多种信号分量。

三、判断题（每题1分，共15分）1、在⽇⽉和其它天体引⼒的作⽤下，地球在公转时，⾃转轴的⽅向是变化的。

可将其运动分解为⼀个长周期变化（章动）和⼀系列短周期变化（岁差）的叠加。

2、GPS定位中⾼程精度⾼于平⾯精度。

3、采⽤相对定位可消除卫星钟差的影响。

4、P码码元宽度较⼤，码长较短，不易捕获。

5、GPST与IAT在任意瞬间均有⼀常量偏差，其间关系为：IAT –GPST = 19(s)。

6、单点动态定位，采⽤伪距法测定站星距离，能实时地测得运动载体的位置和状态参数，是导航中应⽤的基本模式。

7、接收机测量可以不在现场记录。

8、采样间隔是指两个观测点间的间隔距离。

9、电离层折射的影响⽩天⽐晚上⼤。

10、精度因⼦越⼤位置误差越⼩。

11、协调世界时是综合了世界时与原⼦时的另⼀种记时⽅法，即秒长采⽤世界时的秒长，时刻采⽤原⼦时的时刻。

396003五、论述题（共15分）GPS测量与卫星、信号传播、接收机有关的误差分别有哪些？相应的消减措施有哪些？第⼀章绪论1、⼦午卫星系统的局限性？（1）⼀次定位时间过长（2）不是⼀个连续的、独⽴的卫星导航系统（3）对测量带来不利影响①观测时间偏长，作业效率偏低②定位精度偏低2、早期的GPS政策（1）SA政策（选择可利⽤性）①在卫星的⼴播星历中⼈为地加⼊误差，以降低卫星星历的精度②有意识的使卫星钟频产⽣⼀种快速的变化（2）AS政策（反电⼦欺骗）在P 码上加上严格保密的W 码，使其模⼆相加产⽣完全保密的Y 码3、全球导航卫星系统（GNSS）概况GPS(全球定位系统)、GLONASS(格洛纳斯)、Galileo系统（伽利略卫星导航定位系统）、BDS（北⽃系统）*4、GPS 现代化的内容？*（1）L2 上增加L2 C 码, 增加第三民⽤频率L5 ，改善服务质量, 提⾼系统完备性增加军队专⽤码(M 码), 与民⽤码分开(2)增强卫星信号强度, 增加抗电⼦⼲扰能⼒,军⽤接收机具有更好的保护装置和快速初始化能⼒(3)军⽤接收机具有更好的保护装置和快速初始化能⼒(4)使⽤新技术防⽌敌⽅⼲扰或使⽤第⼆章GPS 测量中所涉及的时间系统和坐标系统1、地球坐标系的分类？⑴按坐标原点不同：参⼼坐标系（54 北京，80 西安）、地⼼坐标系（WGS-84，CGCS2000）⑵按坐标轴指向不同：瞬时极地球坐标系、固定极/ 平地球坐标系⑶按地⾯点位置表现形式不同：空间直⾓坐标系（X ,Y ,Z ）空间、⼤地坐标系（B , L,H ）球⾯、⾼斯平⾯直⾓坐标系（x, y , H）平⾯2、WGS-84空间直⾓坐标系的⼏何定义？原点：地球的质⼼；三轴指向：Z轴——国际时间局（BIH ）1984.0定义的协议地球极（CTP，Conventional Terrestrial Pole）⽅向；X轴—BIH 1984.0的零⼦午⾯和CTP ⾚道的交点（经度零点）；Y轴—与Z,X轴构成右⼿坐标系。

GPS卫星导航系统复习提纲GPS的英文全称是Navigation by Satellite Timing And Ranging/Global Position System其意为“用卫星定时和测距进行导航/全球定位系统”，或简称全球定位系统。

GPS系统组成（空间部分、地面控制部分、用户设备部分、）空间部分：24颗卫星（21+3）、6个轨道平面、55º轨道倾角、20200km轨道高度、长半轴36609KM、12小时（恒星时）轨道周期地面监控部分（4）：主控站（1个）科罗拉多•斯必灵司作用：1管理、协调地面监控系统各部分的工作2收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星3监控卫星状态，向卫星发送控制指令4卫星维护与异常情况的处理注入站（3个）：阿松森（Ascencion)、迭哥•伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(kwajalein)作用：将导航电文注入GPS卫星监测站（5个）=1个主控站+3个注入站+夏威夷（Hawaii)作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。

通讯与辅助系统问题：如果GPS地面监控部分发生故障，GPS导航功能还能不能继续使用？GPS特点：1测站间无需通视2数学模型简单且能同时确定点的三维坐标3在长距离上仍能获得高精度的定位结果4易于实现全天候观测5观测时间比较短6操作简单7功能多，应用广空固坐标系:在空间固定的坐标系，与地球自转无关，对描述卫星的运行位置和状态极其方便。

地固坐标系：与地球体相固联的坐标系对表达地面观测站的位置和处理GPS观测数据尤为方便。

岁差：北天极（NCP）绕北黄极（NEP）顺时针转动的现象。

章动：瞬时北天极围绕瞬时平北天极产生旋转，大致成椭圆形轨迹，其长半轴约9.2″，主周期约18.6年。

协议地球坐标系和协议天球坐标系关系：1）两坐标系的原点均位于地球的质心，故其原点位置相同。

2）瞬时天球坐标系的z轴与瞬时地球坐标系的Z轴指向相同。