GPS原理与应用
第一套
一、单项选择题（每小题 1 分，共 10 分）
1.计量原子时的时钟称为原子钟，国际上是以（ C）为基准。
A、铷原子钟 B 、氢原子钟 C 、铯原子钟 D 、铂原子钟
2.我国西起东经 72°，东至东经 135°，共跨有 5 个时区，我国采用（ A ）的区时作为统一的标准时间。称作北京时间。
A、东8区 B 、西8区 C 、东6区 D 、西6区
3.卫星钟采用的是 GPS 时，它是由主控站按照美国海军天文台（ USNO）
（ D ）进行调整的。在 1980 年 1 月 6 日零时对准，不随闰秒增加。
A、世界时（UT0） B 、世界时（UT1）
C、世界时（UT2） D 、协调世界时（UTC）
4.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系是（ C）坐标系。
A、地心坐标系 B 、球面坐标系
C、参心坐标系 D 、天球坐标系
5.GPS定位是一种被动定位，必须建立高稳定的频率标准。因此每颗卫星上都必须
安装高精确度的时钟。当有 1×10— 9s 的时间误差时，将引起（ B ）㎝的距离误差。
A、20 B 、30 C 、40 D 、50
6. 1977 年我国极移协作小组确定了我国的地极原点，记作（B）。
A、JYD1958.0 B 、 JYD1968.0 C 、 JYD1978.0 D 、JYD1988.0
7. 在GPS测量中，观测值都是以接收机的（ B ）位置为准的，所以天线的相位
中心应该与其几何中心保持一致。
A、几何中心 B 、相位中心
C、点位中心 D 、高斯投影平面中心
8.在 20 世纪 50 年代我国建立的 1954 年北京坐标系，采用的是克拉索夫斯基椭球元素，其
长半径和扁率分别为（ B ）。
A、a=6378140、α =1/298.257 B 、a=6378245、α =1/298.3
C、a=6378145、α =1/298.357 D 、a=6377245、α =1/298.0
9.GPS 系统的空间部分由21 颗工作卫星及 3 颗备用卫星组成，它们均匀分布在（D）
相对与赤道的倾角为55°的近似圆形轨道上，它们距地面的
平均高度为20200Km，运行周期为11 小时58 分。
A、3 个 B 、四个 C 、五个 D 、 6 个
10.GPS卫星信号取无线电波中 L 波段的两种不同频率的电磁波作为载波，在载波 2
L 上调制有（ A）。
A、P 码和数据码C、C/A 和数据码B
D
、 C/A 码、 P 码和数据码
、C/A 码、P 码
二、名词解释 (5 × 4 分)
1、SA 技术 : 其主要内容是：（1）在广播星历中有意地加入误差，使定位中的已知点（卫星）的位置精度大为降低；（2）有意地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟
的频率产生快慢变化，导致测距精度大为降低。
2、多普勒定位法 : 根据多普勒效应原理，利用GPS卫星较高的射电频率，由积分
多普勒计数得出伪距差。
3、整周跳变：接收机在信号跟踪接收过程出现信号中断使计数器无法连续计数，
恢复正常后小数部分正确，但整周数发生跳跃，即出现整周跳变。
4、相对论效应： GPS测量中由于卫星钟和接收机钟在惯性空间钟的运动速度不同以
及所处的位置引力位的不同而引起的测量误差。
5、赤经：指赤道坐标系的经向坐标，过天球上一点的赤经圈与过春分点的二分圈
所交的球面角。
三、填空 (20 ×1 分)
1、由于地球内部和外部的动力学因素，地球极点在地球表面上的位置随时间而变
化，这种现象叫极移。随时间而变化的极点叫瞬时极，某一时期瞬时极的平均位置叫平地极，简
称平极。
2、GPS定位误差中跟卫星有关的误差主要有星历误差、钟误差、相对论效应。
3、在一般的 GPS 短基线测量中，向量解的形式应尽量采用双差固定解。
4、GPS控制网的网形主要有：点连式、边连式、网连式。
5、测地型 GPS测量时，其基本观测量是伪距、载波相位。
6、数据码即导航电文，它包含着卫星的星历、卫星、时间系统、运行状态、轨道
摄动改正、大气折射改正、由 C/A 码捕获 P 码的信息等。
7、动态定位是用 GPS信号地测得运动载体的位置。按照接收机载体的运行速度，又将动态定
位分成低动态、中等动态、高动态三种形式。
8、按照《规范》规定，我国 GPS测量按其精度依次划分为 AA 、A、B、C、D、 E 六级，其中 D 级网的相邻点之间的平均距离为 10～ 5km，最大距离 15 km。
9、GPS通用数据交换格式的名称为：Rinex 。
四、简答题 (50 分)
1.简述 GPS信号接收设备的其结构和作用。（ 10 分）
答：（1）天线（带前置放大器）；（2）信号处理器，用于信号接收、识别和处理；（3）
微处理器，用于接收机的控制、数据采集和导航计算；（4）用户信息传输，包括操作
板、显示板和数据存储器；（5）精密振荡器，用以产生标准频率；（6）电源。
2. 在用 GPS信号传递时间时，存在着哪三种时间尺度（时标）？（10 分）
答：其一为GPS时间，它是一种全球性的时间信号源，用以进行精确的时间比对；
二是每颗 GPS卫星的时钟；三是用户的接收机时钟。 GPS定时的实质是测定用户时钟相
对于 GPS时间的偏差，并根据卫星电文给出的有关参数，计算出世界协调时（UTC）。
4、简述所学南方GPS基线处理软件进行控制网内业平差的步骤。（15 分）
答：
一、基线向量解算程序：
（1） . 获取观测数据：
a. 选择相应接收机类型后进入文件对话框，找到任意一个GPS数据文件
b. 对 GPS数据文件取名
（2）信息编辑：输入天线高，测站名和测站坐标。
（3）解算方法及参数选择：
a.L1 、L2 单频解算；双频宽项 (Widelane) 解算
b. 控制参数 ( 起始历元、总共历元、采样频率、截止角、卫星删除)
（4）解算
（5）解算成果查询
二、网平差程序：
（1）获取基线数据：建立基线目录，统一基线结果文件格式；选择一个基线结果文件调入。
（2）计算闭合差：选择基线各种不同解以及编辑删除基线 ; 计算基线闭合差 ; 查询计算结果文件（3）参数选择：
①坐标系选择 ;
②输入中央子午线和确定投影方式
③选择坐标转换类型。求平移参数 (shift), 求尺度比参数 (scale), 求旋转参数 (rot) ④选择海拔高拟合方式。简单平移 (C) ；平面拟和 (C+X+Y)；XY二次曲面拟和 (C+X+Y+XY)；二次曲面拟和
(C+X+Y+XY+XX+YY)
（4）平差计算
（5）平差成果查询
第二套
