GPS习题解答电子教案
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《GPS测量电子教案》PPT课件一、GPS技术概述1. 介绍GPS的全称:全球定位系统(Global Positioning System)2. 讲解GPS的发展历程:从美国陆海空三军的研究项目到民用领域的发展3. 阐述GPS系统的工作原理:利用卫星信号实现地面接收器的位置定位4. 介绍GPS系统的组成:卫星、地面控制站、用户接收器二、GPS测量原理1. 讲解GPS测量的基础知识:卫星信号的传播、接收器的工作原理2. 介绍单点定位原理:利用一颗卫星信号确定接收器的位置3. 讲解差分定位原理:利用两台接收器接收多颗卫星信号,相互校正提高定位精度4. 阐述动态定位原理:在运动过程中实时获取接收器的位置信息三、GPS测量设备及使用方法1. 介绍GPS测量设备:手持式接收器、车载接收器、静态接收器等2. 讲解手持式接收器的使用方法:开机、搜星、设置、记录位置信息等3. 阐述车载接收器的使用方法:安装、连接电源、设置、记录行驶轨迹等4. 介绍静态接收器的使用方法:固定安装、连接电源、设置、长时间记录位置信息等四、GPS测量数据处理1. 讲解GPS测量数据的格式:Rinex格式、GPX格式等2. 介绍数据处理软件:GPS数据处理软件、地理信息系统(GIS)软件等3. 阐述GPS测量数据处理流程:数据导入、坐标转换、基线解算、定位精度评估等4. 讲解GPS测量数据的应用:地图导航、工程测量、车辆监控等五、GPS测量误差及减小方法1. 介绍GPS测量误差来源:卫星信号传播误差、接收器误差、环境干扰等2. 讲解卫星信号传播误差:多路径效应、信号延迟等3. 阐述接收器误差:硬件故障、软件算法错误等4. 介绍减小GPS测量误差的方法:选用高质量的接收器、合理设置测量参数、避免环境干扰等六、GPS在工程测量中的应用1. 介绍工程测量领域对高精度定位的需求2. 讲解GPS在工程测量中的优势:高精度、实时动态、全天候作业3. 阐述GPS工程测量的应用案例:地形测绘、建筑施工、道路工程等4. 介绍GPS测量在工程测量中的数据处理和应用:坐标转换、高程控制、施工放样等七、GPS车辆监控系统1. 阐述GPS车辆监控系统的工作原理:通过车载GPS接收器实时获取车辆位置信息2. 介绍GPS车辆监控系统的组成:车载接收器、通信网络、监控中心等3. 讲解GPS车辆监控系统的应用:出租车管理、物流配送、车队管理等4. 分析GPS车辆监控系统的优势:提高运营效率、降低运营成本、提高安全管理水平等八、GPS在个人导航中的应用1. 介绍个人导航的需求和发展:从传统地图到GPS导航仪的演变2. 讲解GPS导航仪的工作原理:接收卫星信号,实时显示用户位置和路线3. 阐述GPS导航仪的应用:驾车导航、步行导航、骑行导航等4. 分析GPS导航仪的优势:方便快捷、准确可靠、实时更新路线等九、GPS技术的未来发展1. 介绍GPS技术的发展趋势:精度提升、信号增强、多系统融合等2. 讲解新型GPS技术:载波相位定位、实时动态定位等3. 阐述GPS技术在物联网、智慧城市等领域的应用前景4. 分析GPS技术发展面临的挑战:信号干扰、多系统兼容性、用户隐私保护等十、总结与展望1. 回顾整个GPS测量电子教案的内容:技术概述、测量原理、设备使用、数据处理、应用案例等2. 强调GPS技术在各个领域的重要性和实用性3. 展望GPS技术的未来发展:创新应用、技术突破、产业升级等4. 鼓励学生积极探索和实践GPS技术,为我国GPS 产业发展贡献力量重点和难点解析一、GPS技术概述难点解析:理解GPS技术从军事项目到民用领域的转变,以及GPS系统的卫星、地面控制站、用户接收器之间的相互关系。
全球定位系统的应用教案教学目标1、读GPS定位示意图,说出全球定位系统的组成部分和全球定位系统的定位依据。
2、依据材料,举例说出全球定位系统在军事、交通、娱乐、测量、救援等方面的应用3、通过案例分析,说出全球定位系统在农业中的应用。
重点、难点全球定位系统在定位、导航中的作用教学方法案例教学教材分析(略)教学过程(详)导入:在伊拉克战争中,曾经有记者问一位飞行员:“你知道去轰炸哪个城市吗?”飞行员回答:“不知道。
”“那你怎么去轰炸呢?”“容易,上级给我一个坐标,我按计算机的指引,投下采用GPS导航的炸弹掉头就走,跟我玩游戏机没哈两样。
”扔炸弹感觉跟玩游戏似的。
这个例子是现代战争中引用GPS系统的典型案例。
我们反对战争,但要想能更好的维护世界和平,我们也需要了解GPS——全球定位系统这种现代地理信息技术。
也就是今天我们要讲的第三章第一节:全球定位系统的应用。
接下来让我们一起来了解一下这个先进的技术。
一、定义:全球定位系统:(Global Positioning System 简称GPS )是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
下面,老师来讲一下GPS的起源。
在卫星定位系统出现之前,远程导航与定位主要用无线电导航系统。
缺点:覆盖的工作区域小;电波传播受大气影响;定位精度不高。
无线电这种东西,很容易被干扰,打战的时候电报的监听,还有,喂喂喂···全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,目前的全球覆盖率为98%。
其主要目的是:为陆、海、空三大领域,提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通信等一些军事目的,是美国独霸全球战略重要组成。
在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月,航天飞机升空,是20世纪“三大航天工程” 。
二、组成主要有三个相对独立的部分组成,即空间部分、地面监控系统和用户设备部分。
《GPS测量电子教案》课件第一章:GPS测量简介1.1 GPS的发展历史1.2 GPS系统组成1.3 GPS测量原理1.4 GPS测量技术应用第二章:GPS测量设备2.1 GPS接收机介绍2.2 GPS测量设备的选购与维护2.3 GPS测量设备的使用方法2.4 GPS测量设备常见问题及解决方法第三章:GPS测量准备工作3.1 测区资料收集3.2 坐标系统转换3.3 控制点选取与布设3.4 测量计划制定与任务分配第四章:GPS测量操作流程4.1 基准站设置与架设4.2 流动站设置与架设4.3 数据采集与传输4.4 数据处理与质量检核第五章:GPS测量成果分析与应用5.1 数据处理软件介绍5.2 GPS测量成果格式与转换5.3 GPS测量成果的应用领域5.4 GPS测量成果的误差分析与改进措施第六章:GPS测量误差分析6.1 概述6.2 误差来源与分类6.3 误差分析方法6.4 误差改正与精度评价第七章:GPS测量数据处理7.1 数据预处理7.2 数据平差与优化7.3 数据质量评价与控制第八章:高级GPS测量技术8.1 实时动态GPS测量(RTK)8.2 精密GPS测量8.3 卫星激光测距技术8.4 无人机(UAV)辅助GPS测量第九章:GPS测量在工程应用中的案例分析9.1 土地测绘与规划9.2 建筑工程测量9.3 交通运输工程测量9.4 地质勘查与地震监测第十章:GPS测量发展趋势与展望10.1 卫星导航与位置服务的发展10.2 北斗导航系统与GPS的融合应用10.3 物联网与大数据技术在GPS测量中的应用10.4 未来GPS测量技术的发展方向重点和难点解析一、GPS测量原理难点解析:理解GPS信号的传输过程、接收机的定位算法以及误差来源。
二、GPS测量设备难点解析:掌握不同品牌和型号的GPS接收机的特点和适用场景,以及维护保养的方法。
三、GPS测量准备工作难点解析:理解不同坐标系统之间的转换方法,以及如何根据测量需求选取和布设控制点。
高中地理第三章地理信息技术的应用第一节全球定位系统的应用教案(含解析)中图版必修3第一节全球定位系统的应用数字法记忆全球定位系统知识“3大”组成:空间部分、地面监控系统、用户设备部分。
“2大”功能:导航和定位。
“4度”定位:经度、纬度、高度和速度。
“6种”应用:军事、测量、交通、救援、农业、娱乐。
全球定位系统及其应用一、全球定位系统(GPS)1.概念利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。
2.组成(1)空间部分:①组成:6个轨道面上的24颗卫星。
②功能:任何地点、任何时间都可观测到4颗以上卫星,并接收无线电发射机连续播发的GPS信号。
(2)地面监控系统:①1个主控站:收集各监控站GPS卫星的全部观测数据;计算GPS卫星轨道与卫星时钟数据。
②3个注入站:将导航数据及主控站的指令注入每颗GPS卫星。
③5个监控站:GPS卫星观测数据采集中心,并将数据传送至主控站。
(3)用户设备:①组成:GPS接收机。
②原理:工作卫星不间断地发送与定位相关的参数和时间信息,GPS接收机收到信息后,计算求出所在点的三维坐标、速度及时间。
二、全球定位系统的应用1.GPS的特点全天候、高精度、自动测量。
2.GPS的主要功能定位和导航。
3.GPS的应用(1)军事:GPS最初建立的目的是为军事应用。
(2)测量:具有测量精度高;操作简便;便于携带;全天候操作;信息自动接收、存储等优势。
(4)救援:GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。
(5)农业:GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。
(6)娱乐:GPS走入了人们的日常生活,成为人们出行、旅游、探险的好帮手。
图表解读GPS接收机的信号解读图[信息获取](1)图中接收机显示的位置是经度:116°18′50.2″E,纬度:39°58′27.9″N,海拔:109 m。
(2)本图中接收机所在位置仰望天空搜索到的卫星有8颗,其中8号、11号、28号三颗卫星的信号较强。
《GPS管理培训教案》课件一、教案概述本教案旨在通过培训,使学员掌握GPS(全球定位系统)的基本原理、使用方法和应用领域。
通过讲解和实践,提高学员在实际工作中运用GPS技术的能力和效率。
二、教学目标1. 了解GPS的基本原理和发展历程。
2. 学会使用GPS设备进行定位和导航。
3. 掌握GPS在各个领域的应用案例。
4. 提高学员在实际工作中运用GPS技术的意识和能力。
三、教学内容1. GPS概述:介绍GPS的定义、发展历程、系统组成及工作原理。
2. GPS定位与导航:讲解GPS定位原理、导航方法及实际操作技巧。
3. GPS应用领域:介绍GPS在交通、农业、林业、地质、军事等领域的应用案例。
4. GPS设备选择与使用:讲解GPS设备的选购要点、使用方法及维护保养。
5. GPS数据处理与分析:介绍GPS数据的采集、处理和分析方法。
四、教学方法1. 讲授:讲解GPS的基本原理、应用领域及设备使用方法。
2. 演示:现场演示GPS设备的操作和应用实例。
3. 实操:学员动手操作GPS设备,进行实际定位和导航。
4. 讨论:分组讨论GPS在实际工作中的应用和解决问题。
五、教学安排1. 课时:共计10课时,每课时45分钟。
2. 教学步骤:a. 第1-2课时:讲解GPS概述和发展历程。
b. 第3-4课时:讲解GPS定位与导航原理及操作技巧。
c. 第5-6课时:介绍GPS在各个领域的应用案例。
d. 第7-8课时:讲解GPS设备的选择与使用方法。
e. 第9-10课时:讲解GPS数据处理与分析方法,并进行实操练习。
六、GPS定位技术详解1. 教学内容:GPS定位的数学模型和算法。
信号传播和接收过程中的误差分析。
不同卫星信号和接收器的特性对定位精度的影响。
2. 教学方法:讲授:详细解析GPS定位的数学模型和算法。
演示:通过模拟软件展示定位过程和误差分析。
七、GPS导航系统应用1. 教学内容:导航算法和导航地图的制作。
车辆导航、个人导航和航海导航的应用案例。
辅助电子教案GPS测量的原理与应用教案第一章:GPS概述1.1 GPS的定义与发展历程1.2 GPS系统的组成与工作原理1.3 GPS的优点与局限性第二章:GPS测量原理2.1 卫星信号传播与接收2.2 坐标系统与坐标转换2.3 定位算法与误差分析第三章:GPS测量工具与设备3.1 GPS接收机的选择与使用3.2 GPS测量工具的操作与维护3.3 数据传输与处理软件介绍第四章:GPS测量方法与应用4.1 静态定位测量4.2 动态定位测量4.3 GPS在工程测量中的应用案例第五章:GPS测量数据的处理与分析5.1 数据格式与文件管理5.2 数据预处理与编辑5.3 误差分析与数据修正第六章:GPS在地理信息系统(GIS)中的应用6.1 GIS与GPS的关系6.2 GPS数据在GIS中的采集与处理6.3 GPS在土地管理、城市规划与环境监测中的应用案例第七章:GPS在交通运输领域的应用7.1 GPS在车辆导航与跟踪中的应用7.2 GPS在船舶航行与港口管理中的应用7.3 GPS在航空导航与飞行管理中的应用第八章:GPS在户外运动与探险中的应用8.1 GPS在户外运动导航中的应用8.2 GPS在野外探险与救援中的应用8.3 GPS安全与道德使用注意事项第九章:GPS在农业与资源监测中的应用9.1 GPS在农业精准生产中的应用9.2 GPS在森林资源监测与管理中的应用9.3 GPS在地质调查与灾害预警中的应用第十章:GPS技术的发展与未来趋势10.1 北斗导航系统的介绍与对比10.2 GPS技术的创新与挑战10.3 未来GPS技术在智能城市与物联网中的应用前景重点和难点解析重点一:GPS的定义与发展历程解析:理解GPS的概念及其发展历程对于掌握整个教案内容至关重要。
学生需要了解GPS从军用到民用的发展过程,以及其在全球定位系统中的重要地位。
重点二:GPS系统的组成与工作原理解析:GPS系统的组成和工作原理是理解GPS技术的基础。
一、教案基本信息教案名称:《GPS测量综合教案》课时安排:45分钟教学目标:1. 让学生了解GPS的基本概念和工作原理;2. 使学生掌握GPS测量技术的基本操作方法;3. 培养学生利用GPS技术进行实际测量和数据分析的能力。
教学重点:1. GPS的基本概念和工作原理;2. GPS测量技术的基本操作方法。
教学难点:1. GPS测量技术在实际操作中的应用;2. 数据处理和分析方法。
二、教学准备教师准备:1. 准备PPT课件,内容包括GPS的基本概念、工作原理、操作方法和数据处理等;2. 准备GPS测量设备,如手持GPS设备、测量软件等;3. 准备实际测量场景,如校园内的某个区域。
学生准备:1. 预习相关知识,了解GPS的基本概念和工作原理;2. 学习GPS测量技术的基本操作方法;3. 掌握数据处理和分析方法。
三、教学过程1. 导入(5分钟)教师通过展示PPT课件,简要介绍GPS的基本概念、工作原理和应用领域,激发学生的兴趣。
2. 知识讲解(10分钟)教师详细讲解GPS的基本概念、工作原理和操作方法,重点讲解GPS 测量技术在实际应用中的操作步骤。
3. 实践操作(10分钟)学生分组进行实际操作,利用手持GPS设备和测量软件进行测量,掌握GPS测量技术的基本操作方法。
4. 数据处理与分析(5分钟)学生利用测量软件对所得数据进行处理和分析,了解GPS测量数据的特点和处理方法。
5. 总结与反思(5分钟)教师引导学生总结本次课程的重点内容,学生分享自己在实际操作中的收获和感悟。
四、课后作业1. 复习本次课程所学内容,整理GPS的基本概念、工作原理和操作方法;2. 结合实际情况,思考GPS测量技术在日常生活和生产中的应用;3. 练习数据处理和分析方法,提高利用GPS技术解决实际问题的能力。
五、教学评价1. 学生对GPS的基本概念、工作原理和操作方法的掌握程度;2. 学生在实际操作中运用GPS测量技术的能力;3. 学生对数据处理和分析方法的掌握程度。
第一节全球定位系统的应用一、全球定位系统(GPS)1.概念利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统。
2.组成(1)空间部分:①组成:6个轨道面上的24颗卫星.②功能:任何地点、任何时间都可观测到4颗以上卫星,并接收无线电发射机连续播发的GPS信号.(2)地面监控系统:①1个主控站:收集各监控站GPS卫星的全部观测数据;计算GPS卫星轨道与卫星时钟数据。
②3个注入站:将导航数据及主控站的指令注入每颗GPS卫星。
③5个监控站:GPS卫星观测数据采集中心,并将数据传送至主控站.(3)用户设备:①组成:GPS接收机。
②原理:工作卫星不间断地发送与定位相关的参数和时间信息,GPS接收机收到信息后,计算求出所在点的三维坐标、速度及时间。
二、全球定位系统的应用1.GPS的特点全天候、高精度、自动测量。
2.GPS的主要功能定位和导航。
3.GPS的应用(1)军事:GPS最初建立的目的是为军事应用。
(2)测量:具有测量精度高;操作简便;便于携带;全天候操作;信息自动接收、存储等优势.(3)交通:GPS可对车辆进行跟踪、调度管理,合理分配车辆,从而降低能源消耗,节省营运成本。
(4)救援:GPS可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣。
(5)农业:GPS引入农业生产后产生了“精准农业耕作”。
(6)娱乐:GPS走入了人们的日常生活,成为人们出行、旅游、探险的好帮手。
[温馨提示] 全球定位系统的突出优点由于GPS卫星信号传播和接收不受天气等因素的影响,因此GPS具有海陆空全球性、全天候、全能性、连续性、实时性等优点。
知识点(一)|全球定位系统——-—--- 情景导入先思考———-——-唐僧师徒前往西天取经,跋山涉水整整一天,还是前不着村后不着店,眼看太阳就要落山了,唐僧欲派悟空前去打探附近有没有寺庙,不料八戒拿出GPS接收机,找到了最近、最安全的路线……你知道什么是GPS吗?它由哪几部分组成?提示:GPS是利用卫星网络来获得地面某点经纬度和高程的系统.它由空间部分、地面监控系统和用户设备部分组成。
RTK测量在GPS测量中,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK(Real - time kinematic)时差分定位是一种能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它的出现极大地提高了野外作业效率。
在传统RTK作业模式下,基准站是通过数据电台将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站的,流动站接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据进行实时处理,同时给出厘米级定位结果。
但传统的数传电台由于环境与功率衰减的影响,在遇建筑物或山体等障碍物遮挡时,导致数据传输的效果和距离都不能达到预期的效果。
与传统的数传电台相比,GPRS/CDMA数传终端就具有了不可比拟的优势RTK技术如何应用及注意事项1.各种控制测量传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测,不仅费工费时,要求点间通视,而且精度分布不均匀,且在外业不知精度如何,采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法,在外业测设过程中不能实时知道定位精度,如果测设完成后,回到内业处理后发现精度不合要求,还必须返测,而采用RTK来进行控制测量,能够实时知道定位精度,如果点位精度要求满足了,用户就可以停止观测了,而且知道观测质量如何,这样可以大大提高作业效率。
如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用,而且大大提高工作效率,测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。
2.地形测图过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点,然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图,现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码,利用大比例尺测图软件来进行测图,甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等,都要求在测站上测四周的地貌等碎部点,这些碎部点都与测站通视,而且一般要求至少2-3人操作,需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测,现在采用RTK时,仅需一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上一二秒种,并同时输入特征编码,通过手簿可以实时知道点位精度,把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图,这样用RTK 仅需一人操作,不要求点间通视,大大提高了工作效率,采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图,如普通测图、铁路线路带状地形图的测设,公路管线地形图的测设,配合测深仪可以用于测水库地形图,航海海洋测图等等。
3.放样程放样是测量一个应用分支,它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来,过去采用常规的放样方法很多,如经纬仪交会放样,全站仪的边角放样等等,一般要放样出一个设计点位时,往往需要来回移动目标,而且要2-3人操作,同时在放样过程中还要求点间通视情况良好,在生产应用上效率不是很高,有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样,如果采用RTK技术放样时,仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中,背着GPS接收机,它会提醒你走到要放样点的位置,既迅速又方便,由于GPS 是通过坐标来直接放样的,而且精度很高也很均匀,因而在外业放样中效率会大大提高,且只需一个人操作。
注意事项:该方法要求接收机在观察过程中,保持对所测卫星的连续跟踪。
一旦发生失锁,便需重新进行初始化的工作1、GPS系统由哪几部分组成,并说明其作用?答: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、名词解释: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?答: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4、试对课本上P33页的图2-9进行说明。
答:图2-9为GPS卫星信号构成示意图。
图中说明卫星发射的所有信号分量都是根据同一基准频率F经倍频或分频后产生的。
这些信号分量包括L1载波、L2载波、C/A码、P码和数据码。
经卫星天线发射出去的信号包括C/A码信号、码信号和码信号。
实施SA政策时基准频率F中将加入快速抖动信号。
实施AS政策时P码将和W码进行模二相加,形成保密的Y码。
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、名词解释: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.名词解释: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)。