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历史上的今天
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blogTitle:'GPS教程-3.GPS控制网的设计',
blogAbstract:'§10.3 GPS控制网的设计
10.3.1总述
一个完整的技术设计，主要应包含如下内容：
1.项目来源
介绍项目的来源、性质。即项目由何单位、部门下达、发包，属于何种性质的项目等。
2.测区概况
介绍测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、通讯条件等。这可为今后工程施测工作的开展提供必要的信息。如在施测时作业时间、交通工具的安排，电力设备使用，通讯设备的使用等。
3.工程概况
介绍工程的目的、作用、要求、GPS网等级（精度）、完成时间、有无特殊要求等在进行技术设计、实际作业和数据处理中所必须要了解的信息。
4.技术依据
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GPS 练习题二
《GPS 测量原理与应用》习题集《GPS 测量原理与应用》练习题二一、名词解释1、 同步环 由多台接收机同步观测所构成的闭合环称为同步环。 2、 重复观测边 同一基线边，若观测了多个时段（&=2）,则可得到多个基线边长。这种具有多个 独立观测结果的基线边，称为重复边。 3、 异步环 在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测向量的，则该多边形环 路叫做异步观测环，简称异步环。 4、 相对论效应 是由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起卫星钟和 接收机钟之间产生相对钟误差的现象。 5、 大气折射 对于 GPS 而言，卫星的电磁波信号从信号发射天线传播到地面 GPS 接收机天线， 其传播路径并非真空，而是要穿过性质与状态各异、且不稳定的大气层，使其传 播的方向、速度和强度发生变化，这种现象称为大气折射。 6、 观测时段 测站上开始接收卫星信号到观测停止，连续工作的时间段，称为观测时段，简称 时段。 7、 独立观测环 由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称独立环。 8、 GPS 相对定位的作业模式 利用 GPS 确定观测站之间相对位置所采用的作业方式。它与 GPS 接收机设备的软 件和硬件密切相关。同时，不同的作业模式因作业方法、观测时间和应用范围的 不同而有所差异。 9、 坐标联测点 GPS 网平面坐标系统转换，通常是采用坐标联测来实现的。采用 GPS 定位技术， 重测部分地面网中的高等级国家控制点。 这种既具有 WGS-84 坐标系下的坐标， 又 具有参考坐标系下的坐标的公共点，称为 GPS 网和地面网的坐标连测点（简称坐 标联测点） 。坐标联测点是显示坐标转换的前提。 10、 高程联测点厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.１.《GPS 测量原理与应用》习题集 利用 GPS 直接测定的高程是 GPS 点在 WGS-84 坐标系中的大地高， 而实际工作中通 常需要的是正常高，为实现高程系统的转换，在布设 GPS 网时，需采用几何水准 方法联测部分 GPS 点，这些被联测的 GPS 点，称为水准联测点。 11、 停测段 在某一测站上，若在某一时间段内可测卫星只有 4 颗，而这 4 颗卫星的图形分布 很差，其几何精度因于 GDOP 超过了规定的要求，以致无法保证预订的定位精度。 那么，这时应停止观测工作。这种中止观测的时间段可称为“停测段” 。停测段延 续时间既取决于规定精度因子的数值大小，也取决于观测卫星的最小高度角。精 度因子的数值要求越小，观测卫星的最小高度角越大，则停测段持续的时间就会 越长。 12、 测量任务书 测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求 文件。这种技术文件时指令性的，它规定了测量任务的范围、目的、精度和密度 要求，提交成果资料的项目和时间要求，完成任务的经济指标等。二、判断题以下说法是否正确？正确的打“√” ，错误的打“w” 。 1、 在高精度 GPS 变形监测，最好采用同一种类型的天线。 （ 主要是指确定网的位置基准问题。 （ 主要是指确定网的方位基准问题。 （ ） ） ） ） 2、 GPS 网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。GPS 网的基准设计，实质上 3、 GPS 网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。GPS 网的基准设计，实质上 4、 GPS 基线向量观测值中，已包含了位置信息、尺度信息和方位信息。 （ 求，设计出由同步 GPS 边构成的多边形网。 （ 的观测值总数之比。 （ 可靠性。 （ ） ） ） ） ）5、 GPS 网的图形设计，也就是根据对所布设的 GPS 网的精度要求和其他方面的要 6、 观测数据的剔除率是指由于不合格而剔除的观测值个数与参加同步边平差计算 7、 外业观测成果的检核，可以识别观测值中小的粗差，说明 GPS 网本身的精度和 8、 GPS 网的非经典自由网平差， 是仅具有必要起始数据的平差方法。 对于 GPS 网来 说，即仅具有一个起始点，其坐标值在平差中保持不变。 （ 数理统计方法所能探测出的在基线向量中存在的最小粗差。 （ 9、 GPS 网的内可靠性亦称观测的可控性， 是指在一定的显著水平和检验功效下， 用厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.２.《GPS 测量原理与应用》习题集 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 GPS 网的外可靠性亦称观测的可控性，是指在一定的显著水平和检验功效 ） 大地高是地面点沿法线投影到椭球面的距离。 （ 正常高是地面点沿法线投影到椭球面的距离。 （ 高程异常是大地水准面至椭球面之间的高程差（ 正常高是地面点沿铅垂线到似大地水准面的距离。 （ ） ） ） ） 。 ）下，用数理统计方法所能探测出的在基线向量中存在的最小粗差。 （测量时间的基准， 包括时间的单位(尺度)和原点(起始历元)。 其中时间的原 GPS 卫星信号中含有多种定位信息， 根据不同的要求可以从中获得不同的观 ）点是关键，而尺度可以根据实际应用加以选定。 （测量，目前广泛采用的基本观测量主要有两种，即码相位观测量和多普勒观测 量。 （ 17、 （ 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 （ 25、 26、 27、 （ 果。 （ 在静态绝对定位中，在某一时段内，各历元观测到的卫星相同，则该时段内 ） 采用 GPS 进行定位时， 大部分情况下需要采用精密星历， 以及时提供解算成 ） ） ） 电离层对载波相位观测值和伪距观测值的影响， 大小相同， 符号相反。 （ 在短基线（&20km）上使用单频接收机可以获得很好的相对定位结果。 （ GPS 测量规范(规程)是各测绘单位分别制定的技术法规。 （ ） ）所测卫星在空间的几何分布图形是不变的，因而精度因子的数值也是不变的。当同步闭合环的闭合差较小时，则说明 GPS 基线向量的计算合格， GPS 边 56、 数据预处理的主要目的， GPS 是利用原始观测数据进行基线向量的解算， ） GPS 数据预处理主要包括数据的粗加工和观测数据的预处理两项内容。 ） 一般来说, GDOP 值越小，所测卫星在空间的分布范围越合理；反之，所测 ） GPS 测量工作与经典大地测量工作相类似， 按其性质可分为外业和内业两大 ） 在静态绝对定位中，在某一时段内，虽然各历元观测到的卫星相同，该时段 ）的观测精度高，接收的信号未受到干扰。 （ 为进一步的 GPS 网平差做准备。 （卫星的分布越差。 （ 部分。 （内所测卫星在空间的几何分布图形是变化的，但精度因子的数值是不变的。三、多项选择题每小题中有 1 个或多个正确答案，将正确答案的字母填入题中的括号内。对于多项 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.３.《GPS 测量原理与应用》习题集 选择，必须全部正确选项都选出后方可得分。 1、下列关于 GPS 测量误差的描述，正确的有（ A、轨道误差属于系统误差 B、卫星钟差属于偶然误差 C、接收机钟差属于偶然误差 D、大气折射的误差属于系统误差 E、多路径效应引起的误差属于偶然误差 F、观测误差属于偶然误差 2、为了减弱和修正 GPS 测量中系统误差对观测量的影响，一般根据系统误差产生 的原因而采取不同的措施，其中正确的应包括（ B、建立系统误差模型，对观测量加以修正 C、将不同观测站对相同卫星的同步观测值求差，以减弱或消除系统误差的影响 D、简单地忽略某些系统误差的影响 3、削弱卫星星历误差的方法（ A、建立卫星跟踪网进行独立定轨 C、采用轨道松弛法处理观测数据 E、忽略轨道误差（用于实时定位工作）4、以下关于对流层（延迟）的说法，正确的有（ B、对流层延迟由干气延迟和湿气延迟两部分组成 ）））A、引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一并解算） B、短弧法D、同步观测值求差A、对流层指从地面向上 50km 部分的大气层，包括对流层和平流层 C、常用的对流层改正模型有 Hopfield 模型和 Saastamoinen 模型 D、当测站间距离较远或者两测站的高差相差甚大时，两测站的对流层延迟的影 响在差分观测值中仍不可忽视 E、在某一测站，随着高度角的增加，对流层延迟逐渐减小。地平方向时对流层 延迟最大，天顶方向时对流层延迟最小 F、对于高精度 GPS 监测，除了要考虑监测距离要适当外，还应考虑测站间的高 差不要太大5、以下关于电离层（延迟）的说法，正确的有（ ）A、高出地表 50～1000km 的大气层称为电离层 B、电离层影响电磁波传播的主要因素是电子密度 C、在 GPS 定位中，一般常采用 Saastamoinen 模型进行电离层延迟改正 D、在短基线上使用单频接收机不能获得很好的相对定位结果 E、对于双频用户可以利用双频观测值进行电离层改正 F、当测站间距离较远时，两测站的电离层延迟的影响在差分观测值中仍不可忽 视 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.４.《GPS 测量原理与应用》习题集 G、某一测站的电离层延迟，随高度角的增加而减小。当高度角较小时，变化幅 度较大；反之较小 6、以下关于多路径效应的说法中，正确的有（ A、进入接收机天线的直接波和反射波所引起的干涉时延效应 B、是 GPS 测量的一种重要误差来源，严重时将引起载波相位观测值的频繁周跳 甚至接收机失锁，损害 GPS 定位的精度 C、对伪距测量和对载波相位测量的影响相同 D、目前在数据处理中还难以模型化以削弱其影响 E、解决多路径效应的最好方法在于采取预防措施，如选择合适的站址、采用性 能良好的天线、改善接收机的设计等 7、关于 GPS 网图形设计的一般原则，以下说法正确的有（ 靠性。 B、GPS 网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点不应少于 3 个(不足时应 联测)且在网中应分布均匀，以便可靠地确定 GPS 网与地面网之间的转换参数。 C、GPS 网点应考虑与水准点相重合，或在网中布设一定密度的水准联测点，以便 为大地水准面的研究提供资料。 D、为了便于观测和水准联测，GPS 网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。 E、为了便于用经典方法联测或扩展，可在网点附近布设一通视良好的方位点， 以建立联测方向。方位点与观测站的距离，一般应大于 300m。8、进行 GPS 测量时，拟定观测计划的依据主要有（ ））A、GPS 网一般应通过同步观测边构成闭合图形，以增加检核条件，提高网的可）A、GPS 网的规模大小 B、GPS 网的精度要求 C、GPS 卫星星座 D、参加作业的 GPS 接收机数量 E、测区交通和地形条件 F、后勤保障条件(运输、通讯) 9、进行 GPS 测量时，制订观测计划的主要内容应包括（ A、GPS 卫星的可见性图及最佳观测时间的选择 B、采用的接收机数量 C、观测区的划分 D、观测工作的进程 E、接收机的调度计划 10、进行天线安置时，一般应满足以下要求（ 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编） ）.５.《GPS 测量原理与应用》习题集 A、对定位时，天线应尽可能利用三脚架，并安置在标志中心的上方直接对中观 测 B、天线底板上的管水准器气泡必须居中 C、天线的定向标志线应指向正北，定向的误差以定位的精度不同而异，一般应 不超过 3°～5° D、雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防止雷击 E、天线安置后，应在各观测时段的前后各量测天线高一次。两次量测结果之差 不应超过 3mm，并取其均值采用 F、量测天线高时，必须量垂高 11、在 GPS 外业观测工作中，操作人员应注意以下事项（ 收机 B、接收机在开始记录数据后，用户应注意查看有关接收卫星数量、存储介质记 录、电源等情况 C、在观测过程中，接收机不得关闭并重新启动；不准改变卫星高度角的限值， 不准改变天线高 D、每一观测时段中，气象资料一般应在时段始末及中间各观测记录一次，当时 段较长时(如超过 60 分)应适当增加观测次数 E、观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料均完整 无误后方可迁站。 12、以下关于 GPS 测量的观测成果的外业检核，正确的有（ A、是确保外业观测质量，实现预期定位精度的重要环节 异步环闭合差检核 C、外业观测成果的检核，可以发现观测值中是否含有小的粗差 D、外业观测成果的检核，可以衡量 GPS 网的可靠性 E、GPS 网本身的精度通过 GPS 网平差来实现 13、关于 GPS 网无约束平差的目的，正确的有（ A、建立 GPS 网的位置基准、尺度基准和方位基准 B、发现基线闭合环路闭合差发现不了的小的基线向量粗差 C、客观地评价 GPS 网本身的内部符合精度及网的可靠性 D、实现 GPS 网高程系统的转换 E、实现 GPS 网坐标系统的转换 14、对 GPS 变形监测网而言，衡量其质量的标准有（ A、精度标准 C、可靠性标准 厦门理工学院测绘工程教研室 B、灵敏度标准 D、经济性标准 张爱国 编.６.）A、当确认外接电源电缆及天线等各项联结完全无误后，方可接通电源，启动接）B、检核项目主要包括同步边观测数据检核、重复边检核、同步环闭合差检核和））《GPS 测量原理与应用》习题集 15、关于世界时系统，正确的有（ A、是人类最早建立的时间系统 B、是以地球公转运动为基准的时系统 C、恒星时、平太阳时、世界时属于世界时系统 D、恒星时和平太阳时都具有地方性特点 E、世界时系统是一种稳定的时间系统 16、关于卫星的无摄运动，正确的有（ A、假设地球是一球体 B、卫星只受中心力的作用，不受摄动力的影响 C、决定着卫星运动的基本规律和特征 D、此时卫星运行的轨道称为摄运动轨道 E、是我们分析卫星实际运动规律的基础 17、太阳光压对卫星运动影响的大小，与 （ A、与太阳的直接光辐射压力 B、地球反射的太阳光间接辐射压力 C、卫星、太阳和地球之间的相互位置 D、卫星表面的反射特性 E、卫星的截面积与卫星质量的比 18、以下关于 DOP 的说法，正确的有（ A、HDOP 可用于评价绝对定位时平面位置精度 B、VDOP 可用于评价绝对定位和相对定位时高程位置精度 C、PDOP 只用于评价绝对定位时三维位置精度 D、TDOP 只用于评价绝对定位时接收机钟差精度 E、GDOP 可用于评价绝对定位和相对定位时三维位置和时间误差综合影响的精度 19 、 设 对 卫 星 信 号 的 量 测 精 度 为 码 元 长 度 的 百 分 之 一 ， 以 下 说 法 正 确 的 有 （ ） A、对 C/A 码来说，其码元宽度约为 293m，则其观测精度约为 2.9m B、对 P 码来说，其码元宽度为 29.3m，则其观测精度约为 0.3m C、对于 L1，其波长为 0.24m，则其观测精度为 2.4mm D、对于 L2 载波，其波长为 0.19m，则其观测精度为 1.9mm E、载波相位观测是目前最精确的观测方法，对精密定位具有极为重要的意义。 20、以下关于接收仪器设备的检验，说法正确的有（ 能参加作业。 ） A、观测中所有采用的接收设备，都必须对其性能与可靠性进行检验，合格后方 ） ）等因素有关 ） ）厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.７.《GPS 测量原理与应用》习题集 B、一般性检视主要是主要检查接收设备的各部件及其附件是否齐全、完好，紧 固部件有否松动与脱落，设备的使用手册及资料是否齐全等。 C、通电 检验的主要项目包括：设备通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作情 况，以及自测试系统的工作情况。 D、试测检验应在不同长度的标准基线上或专门的 GPS 测量检验场上进行。 E、天线底座的圆水准器和光学对中器，也都要在每年出测前进行检验和校正。 F、对于作业中所使用的气象测量仪表(通风干湿表、气压表、温度计)，也应定 期送气象部门检验，以保障其正常工作。 21、 以下关于 GPS 数据预处理工作的主要内容， 说法正确的有 （ A、观测数据的平滑、滤波。剔除粗差并进一步删除无效观测值； B、统一数据文件格式。将不同类型接收机的数据记录格式、项目和采样间隔， 统一为标准化的文件格式，以便统一处理。 C、卫星轨道的际准化。 D、探测周跳、修复载波相位观测值。 E、对观测值进行各项必些的改正。 F、基线向量平差。 ）四、填空题1、与接收机有关的误差，包括观测误差、 接收机钟误差 、 天线相位中心位置误 差 、 接收机位置误差 、天线高量取误差 等。 2、与卫星有关的误差，主要包括 卫星星历误差 相对论效应 等。 3、与传播路径有关的误差，主要包括 对流层延迟误差 、电离层延迟误差 、 多路径效应 伟业观测 和 等。 技术设计 、 选点与建立标志 、 4、GPS 测量工作按其实施的工作程序，可分为 、 卫星中误差 、成果检核与处理 等四个大阶段。 5、GPS 测量工作总的原则是，在满足用户要求下，尽可能地减少经费、时间和人力的 消耗。 。 6、GPS 网技术设计的主要内容包括 网的基准设计。 7、GPS 网的基准包括 位置基准、方位基准和 尺度基准 。GPS 网的基准设计，实 质上主要是指 确定网的位置基准 问题。 精度指标的确定、 网的图形设计 和厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.８.《GPS 测量原理与应用》习题集 8、GPS 网的基准设计包括 平面位置 基准设计和 高程位置基准设计，相应的测量 工作称为 坐标联测 和 高程联测 。 9、两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测称为 测环（同步环） 。 11、由独立观测所获得的基线向量构成的闭合环，简称 形环路叫 异步观测环（异步环） 。 点连式 、 边连式 、 和 独立观测环（独立环） 。 12、在构成多边形环路的所有基线向量中，只要有非同步观测基线向量，则该多边 13、根据 GPS 测量的不同用途，GPS 网的图形有 网连式 和边点混连式等四种连接方式。 14、GPS 观测工作的内容主要包括 观测工作的实施 试测检验 。 16、GPS 测量的观测工作主要包括 测数据的质量判定等。 17、目前较为普遍采用的 GPS 作业模式有 、 准动态相对定位 和动态相对定位。 静态相对定位 、快速静态相对定位 天线安置 、 观测作业 、 观测记录 和观 等。 一般性检视 、 通电检验 和 观测计划的拟定 、 仪器的选择与检验 同步观测 。 10、三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环，简称同步观15、GPS 接收机全面检验的内容，包括18、在 GPS 静态相对定位中，外业观测数据的评价一般分为四级，即 良好、 合格 、 存疑 和不合格。 19、外业观测成果的质量检核项目，主要包括 重复边检核 、 网来说，即仅具有 三个方面来衡量。 22、 GPS 网的精确度是以平差后的 各项中误差 来表征的， 其指标有 验后单位 权中误差、点位中误差 、基线向量中误差及其相对中误差等。 23、GPS 网的可靠性与 多余观测 有关，在 无多余观测 的情况下，无法发现粗差， 可 靠 性 可 视 为 零 。 衡 量 GPS 网 的 可 靠 性 有 三 个 指 标 ： 多 余 观 测 分 量 、 内可靠性 和 外可靠性 。 在一定的显著水平和检验功效 下， 。 平差的未知参数 及其.９.同步边观测数据检核 等。、同步环闭合差检核 1和异步环闭合差检核20、GPS 网的经典自由网平差，是仅具有 必要起始数据 21、 控制网平差后的质量， GPS 一般是从 精确度的平差方法。对于 GPS 和 置信度 等个起始点，其坐标值在平差中保持不变。 、 可靠性24、 网的内可靠性亦称观测的可控性， GPS 是指 用数理统计方法所能探测出的在基线向量中存在的最小粗差 最小 粗差，对25、GPS 网的外可靠性，是指可识别的 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编《GPS 测量原理与应用》习题集 （这些参数的）函数 的影响。 26、GPS 网的坐标系统转换和高程系统转换，是通过 水准联测 来实现的。 27、GPS 网实施坐标系统转换后的质量取决于两个主要因素，其一，是 GPS 网经过 空间无约束平差后 的坐标精度；第二，是 取决于 坐标转换基准点 的精度。 尺度比 外部检核 参 坐标转换基准点 的坐标精度。其中，主要 坐标联测 和28、GPS 网进行坐标系统转换时，转换参数的显著性检验，一般只对 数和 旋转角 参数进行检验。 内部符合 精度及 29、坐标系统转换模型的精度可以从转换模型的 精度两方面来考虑。 30、利用 GPS 直接测定的高程是 GPS 点在 WGS-84 坐标系中的 31、大地高系统是以 是以 似大地水准面 32、原子时是通过 33、在 地旋转。 34、天体的星历通常都是在 常在 为 WGS-84 大地坐标系 瞬时极 。 协议天球坐标系 岁差 椭球面（参考球面） 为基准的高程系统。 原子钟 和大地 高。为基准面的高程系统，正常高系统来守时和授时的。因此，原子钟振荡器频率的准确度 精度 。和稳定度便决定了原子时的章动 的影响下，瞬时天球坐标系的坐标轴指向是在不断 中表示的；GPS 卫星的广播星历通 地球自转轴，而相应的极点称中表示。 瞬时35、观测瞬间地球自转轴所处的位置，称为 36、以 协议地极为基准点的地球坐标系，称为协议地球坐标系；而与瞬时极相 瞬时地球坐标系 两个问题。 。 整周未知数（整周模糊度）应的地球坐标系，称之为 和 生 周跳（整周跳变） 周跳 现象。37、利用载波相位观测进行精密定位，必须首先解决38、GPS 测量过程中，如果接收机天线被阻挡、外界噪声信号的干扰等，还可能产 39、为便于理解 GPS 测量的误差，通常均把各种误差的影响投影到观测站至卫星的 距离上，以相应的距离误差表示，并称为 40、GPS 网技术设计的主要依据是 坐标系统的转换 等效距离偏差 。 和 测量任务书 ， 平差计算 。 ， 预处理 GPS 测量规范（规程）41、对 GPS 观测数据进行处理的基本过程大体分为： 或与已有地面网的联合平差。厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.１０.《GPS 测量原理与应用》习题集五、简答题1、 什么叫坐标联测和高程联测？为什么要进行坐标联测和高程联测？ 与经典大地测量相比，GPS 定位技术具有定位精度高、经济效益显著、操作 简便及布网灵活性大等优点。 GPS 定位获得的是在 WGS-84 坐标系下的观测量 但 ――基线向量， 经空间无约束平差后， 可获得 WGS-84 空间直角坐标系下的坐标 （X，Y，Z）G，只有将其转换为地方参考坐标系（即地面网所在的参考坐标系） 下的高斯平面直角坐标系和以似大地水准面为基准的正常高，才能便于实际应 用。 GPS 网坐标系统转换，通常是采用坐标联测来实现的。所谓坐标联测，即采 用 GPS 定位技术，重测部分地面网中的高等级国家控制点。这种既具有 WGS-84 坐标系下的坐标， 又具有参考坐标系 （以下假设参考坐标系为新 BJ-54 坐标系） 下的坐标的公共点，称为 GPS 网和地面网的坐标联测点。坐标联测点是现实坐 标转换的前提。 利用 GPS 技术得到的高程是 GPS 点在 WGS-84 坐标系中的大地高， 而实际工作 中通常需要以似大地水准面为基准的正常高。这就需要进行高程系统的转换。 GPS 网高程系统转换，通常是高程联测（或水准联测）来实现的。所谓高程联 测， 是在布设 GPS 网时， 采用几何水准方法联测部分 GPS 点， 这些被联测的 GPS 点，称为水准联测点。水准联测点是实现高程系统转换的前提。 2、 当两站间的距离相距不远 （≤20km） 在接收机和卫星间求二次差有何优点？ 时， 有何缺点？ 答：优点：①双差观测值中，卫星钟差的影响已基本消除；②卫星星历误差的 影响已基本消除；③接收机钟差的影响已基本消除；④对流层和电离层的影响 得到了进一步的削弱。 缺点：①数据利用率较低，许多好的观测值会因为与之配对的数据出了问 题而无法被利用。求差的次数越多，丢失的观测值也越多，数据利用率就越低 ②在接收机间求差后，会引进基线矢量而不是原来的位置矢量作为基本未知 参数，这是一个新的更为复杂的概念，特别是使用多台接收机进行网定位时较 难处理。③求差后会出现观测值间的相关性问题，增加了计算的工作量。④在 某些情况下难以求差，例如两站的数据输出率不相同时。⑤在求差过程中有效 数字将迅速减少， 计算中凑整误差等影响将增大， 从而影响最后又结果的精度。 ⑥求差法实质上是未对多余参数作任何约束，即认为各多余参数是相互独立 的。在某些情况下使用求差法的误差模型是有效的，如使用高精度的原子钟作 外接频标时。在小范围内进行相对定位是，精度要求不太高时等等。⑦采用求 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１１.《GPS 测量原理与应用》习题集 差法是多余参数已被消去，因此难以对这些参数做进一步研究。 3、 WGS-84 大地坐标系是如何定义的？WGS-84 椭球的长半轴和扁率为多少？ WGS-84 是美国国防部研制确定的大地坐标系，其坐标系的几何定义是：原点 在地球质心，Z 轴指向 BIH1984.0 定义的协议地球极（CTP）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。 对应于 WGS-84 大地坐标系有一个 WGS-84 椭球，其常数采用 IUGG 滴 17 届大 会大地测量常数的推荐值。长半轴 a=6 378 137- +m 563 .扁率 f=1/298.257 2234、 坐标联测的目的是什么？实现这一目的的数据处理基本思想是什么？对联测点 有何要求？ 坐标联测的目的： 1） 2） 3） GPS 定位获得的是在 WGS-84 坐标坐标系下的观测量――基线向量， 经空 间无约束平差后，可获得 WGS―84 空间直角坐标系（X，Y，Z） ， 只有将其转换为地方参考坐标系（即地面网所在的参考坐标系）下的高 斯平面直角坐标 （和以似大地水准面为基准的正常高） 才能便于实际应用。 ， 为实现这种转换，在布设 GPS 网时，需要选择一些地方参考坐标系（即 地面网所在的参考坐标系）下坐标已知的控制点，并同时在这些点上进行 GPS 测量，这种点称为坐标联测点，在联测点上进行 GPS 测量的过程称为坐 标联测。 实现这一目的的数据处理基本思想： 1） 2） 3） 4） 根据坐标联测点的两套坐标，建立两坐标系间的坐标转换模型； 然后采用最小二乘法求解转换参数，并对转换参数的显著性进行核验； 根据转换参数及相应的坐标转换模型，将所有 GPS 点在 WGS-84 坐标系 的坐标，转换成地方参考坐标系下的坐标； 对转换后 GPS 网的质量进行评价。 5、 高程联测的目的是什么？实现这一目的的数据处理基本思想是什么？对联测点 有何要求？ 高程联测目的：①GPS 定位获得的高程是 GPS 点在 WGS-84 坐标系中的大地高。 大地高是地面点沿法线投影到椭球面的距离，所以大地高系统是以椭球面为基 准面得高程系统。而实际工作应用中，通常需要的是正常高。正常高是从正常 椭球面出发，沿法线方向到正常位等于地面重力位的点的距离。 ②只有将 GPS 点的大地高转换为以似大地水准面的正常高， 才能便于实际应用。 ③为实现这种转换， 在布设 GPS 网时， 需要采用几何水准方法联测部分 GPS 点， 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１２.《GPS 测量原理与应用》习题集 这些被联测的 GPS 点，称为水准联测点。测定联测点水准高程的过程称为水准 联测。 实现这一目的的数据处理基本思想是：①根据联测点的坐标和两套高程之差 （高程异常） ，建立测区高程异常拟合模型； ②然后采用最小二乘法求解转换参数，并对转换参数的显著性进行检验。 ③根据高程异常拟合模型和 GPS 点的坐标，求得所有 GPS 点的高程异常，根据 高程异常和大地高，得 GPS 点的正常高； ④对 GPS 水准高程精度进行评价。 对联测点要求： ①
②
③
联测点要有足够的数量，不能少于 6 个，有条件时尽量多一些； 联测点的分布要均匀，联测点的分布要能覆盖整个测区，外围和中部要 联测点的质量好， 联测点标石稳定， 联测精度合乎相应等级水准的要求，有联测点； 便于采用 GPS 技术进行观测。 6、 GPS 网空间无约束平差的目的是什么？ 第一， 是建立 GPS 网的位置基准。 确定一个三维网在空间直角坐标系中的位置， 需要三个坐标的定位基准，一个尺度基准和三个方向基准，即三个绝对 定位和四个相对定位共七个基准。GPS 观测值是两点间的基线向量，即 三维坐标差，是一种长度、高差和方为观测，因而包含了尺度信息和方 向信息。这样，网的尺度基准和方向基准可由网的相关最小二乘估计唯 一确定，而与网的平差方法无关。但网的位置基准与平差中所取网点的 近似坐标系统和采用的平差方法有关。对于城市或矿区等区域性 GPS 网 而言，一般取网中的一点的单点绝对定位结果作为位置基准。 第二， 是发现基线闭合环路闭合差发现不了的小德基线向量粗差， 在确定没有 粗差后，通过验后方差因子的 x2 检验发现基线向量随即模型的误差。 第三， 根据平差结果，客观地评价 GPS 网本身的内部符合精度及网的可靠性， 如单位权中误差、点位中误差、基线边中误差及其相对中误差；同时为 利用 GPS 大地高与水准联测点的正常高联合确定 GPS 网点的正常高提供 平差处理后的大地高程数据。 第四， 是以后分析 GPS 网坐标转换过程中， 地面网基准点或约束条件中有无不 相容的误差的基础。 7、 GPS 测量工作包括哪几个阶段？其总的原则是什么？其技术设计的主要内容是 什么？ 按照 GPS 测量实施的工作程序，则大体可以分为这样几个阶段：技术设计； 选点与建立标志；外业观测；成果核检与处理。 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１３.《GPS 测量原理与应用》习题集 GPS 测量是一项技术复杂、要求严格、耗费较大的工作，对这项工作总的原 则是，在满足用户要求的情况下，尽可能地减少经费、时间和人力的消耗。因 此，对其个阶段的工作都要精心设计和实施。为了保障观测成果的可靠性和满 足用户的要求，GPS 测量作业应遵守统一的规范和细则。 GPS 网的技术设计是 GPS 测量工作实施的第一步，是一项基础工作。这项工 作应根据网的用途和用户的要求来进行，其主要内容包括精度指标的确定，网 的图形设计和网的基准设计。 8、 什么叫 GPS 网的基准设计？ GPS 网的基准包括哪些？ GPS 测量获得的是 GPS 基线向量，它属于 WGS-84 坐标系的三维坐标差，而实 际我们需要的是国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。所以在 GPS 网的技术设 计时，必须明确 GPS 成果所采用的坐标系统和起算数据，即明确 GPS 网所采取 的基准。我们将这一工作称之为 GPS 网的基准设计。 GPS 网的基准包括：位置基准、方为基准和尺度基准。方位基准一般以给定 的起算方位角确定，也可以由 GPS 基线向量的方位作为方为基准。尺度基准一 般由地面的电磁波测距确定，也可由两个以上的起算点间的距离确定，同时也 可以由 GPS 基线向量的距离确定。GPS 网的位置基准，一般都是由给定的起算 坐标确定。因此，GPS 网的基准设计，实质上主要是指确定网的位置基准问题。9、 GPS 网图形设计的一般原则是什么？ GPS 网的图形设计，也就是根据对所布设的 GPS 网的精度要求和其他方面的 要求，设计出由独立 GPS 边构成的多边形网。GPS 网的图形设计主要取决于用 户的要求、经费、时间、人力以及所投入接收机的类型、数量和后勤保障条件 等。 其原则：1）GPS 网一般应通过独立观测边构成闭合图形，例如三角形、多边 形或附合线路，以增加核检条件，提高网的可靠性。 2）GPS 网点应尽量与原有地面控制网点相重合。重合点一般不应少于 3 个（不 足时应该联测）且在网中应分布均匀，以便可靠地确定 GPS 网与地面网之间的 转换参数 3）GPS 网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方 法（或相当精度的方法）进行联测，或在网中布设一定密度的水准联测点，以 便为大地水准面的研究提供资料。 4） 为了便于观测和水准测量， 网点一般应设在视野开阔和容易到达的地方。 GPS 5） 为了边语音用经典方法联测或扩展， 可在网点时近布设一通视良好的方位点， 以建立联侧方向。方位点与观测站的距离，一般应大于 300M。 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１４.《GPS 测量原理与应用》习题集 10、 1） 2） 3） 4） 5） 6） 11、 1） 2） 在 GPS 外业观测工作中，操作人员应注意哪些事项？ 当确认外接电源电缆及天线等各项联结完全无误后，方可接通电源，启 动接收机。 开机后接收机的有关指示和仪表数据显示正常时， 方能进行自测试和输 入有观测站和时段控制信息。 接收机在开始记录数据后，用户应该注意查看有关接收机卫星数量、卫 星号、相位测量残差、实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况 在观测过程中，接收机不得关闭并重启启动：不准改变卫星高度角的限 值，不准改变天线高。 每一观测时段中，气象资料一般应该在时段始末及中间个观测记录一 次，当时段较长时应适当增加观测次数。 观测站的全部预定作业项目，经检查均已按规定完成，且记录与资料均 完整无误后方可迁站。 在 GPS 外业观测工作中，对于观测记录有何要求？ 观测前和观测过程中应按要求及时填写各项内容，书写要认真细致，字 迹清晰、工整、美观。 各项观测记录一律使用铅笔，不得开刀和涂改，不得转抄和追记，如有 读、记错误，可整齐划掉，将正确数据写在上面并注明原因。其中天线高， 气象读数等原始记录不得连环涂改。 3） 4） 手簿整饰，存储介质主机和各种计算一律使用蓝黑墨水书写。 外业观测中接收机内存储介质上的数据文件应及时拷贝成一式两份， 并 在外存储介质外面适当处制贴标签， 注明网区名、 点号、 点名、 观测单元号、 时段号、文件名、采集日期、测量手簿编号等。两份存储介质应分别保存在 专人保管的防水、防静电的资料箱内。 5） 6） 7） 12、 接收机内存数据文件卸到外存介质上时，不得进行任何剔除、删除和编 辑。 测量手簿应事先连续编印页码并装订成册，不得缺损。 其他记录，亦应分别装订成册。 在 GPS 测量中， 对于三角形网、 环形网和星形网各有何优缺点？适用于何种情况？（配合图形解释） 1) 三角形网 GPS 网中的三角网由同步的独立观测边组成。这种图形的几何结构强，具有 良好的自检能力，能够有效的发现观测成果的粗差，以保障网的可靠性。同 时经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。 这种网形的主要缺点是观测工作量较大， 尤其当接收机的数量较少时， 将使 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１５.《GPS 测量原理与应用》习题集 观测工作总时间大为延长。 通常只有当网的可靠性和精度要求较高时，才单独采用这种图形。 2）环形网 由若干含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，称为环形网。这种网形 与经典大地测量中的导线网相似，其图形的结构强度比三角网为差。网的自检能力和可 靠性与闭合环中所含基线边的数量有关，因此，一般根据网的不同精度要求，规定闭合 环中包含的基线边不超过一定的数量。例如，对于一、二、三等网，基线边数分别不超 过 4、5、6 条。 环形网的优点是观测工作量较小，且具有较好的自检性和可靠性。 其缺点主要是非直接观测的基线边精度较直接观测边低， 相邻点间的基线 精度分布不均匀。 三角网和环形网是大地测量和精密工程测量中普通采用的两种基本图 形。通常，根据情况往往采用上述两种图形的混合网形。 2) 星形网 星形网的几何图形简单， 但其直接观测边之间不构成任何闭合图形， 所以其 检验与发现粗差的能力差。 这种网形的主要优点，是观测中只需要两台 GPS 接收机，作业简单。因此在 快速静态定位和动态定位等快速作业模式中， 均采用这种网形。 它广泛地应 用于工程测量、边界测量、地形测量和碎步测量等。 13、 1） GPS 测量任务完成后，上交资料的内容一般应包括哪些？ 测量任务书与技术设计；2）GPS 网展点图；3）观测站的点之记，环视 图；4）卫星可见性图，预报表及观测计划；5）外业观测记录，测量手簿及 其它记录；6）接收设备及气象仪器等核验资料；7）外业观测数据则质量评 价和外业检核资料；8）数据处理资料和成果表；9）技术总结与成果验收报 告。 14、下式是测站 p1 的线性化伪距观测方程，0 X p1 ? X i?i p1, 0?X p1 ?Y p01 ? Y i?i p1, 0?Y p1 ?0 Z p1 ? Z i?i p1, 0?Z p1 ? c?t p1 ? ? ip1, 0i ~i ? ( ? p1 ? c?t i ? ?? trop ? ?? ion ? h p1 ? sin ? p1 ) ? 0试回答以下问题：1）解释各参数的含义；2）利用伪距进行绝对定位时，为什么要至少同步观测四颗 GPS 卫星？厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.１６.《GPS 测量原理与应用》习题集六、计算题1、 某一城市 D 级 GPS 控制网， 33 个 GPS 点组成， 由 准备采用 5 台接收机进行观测， 每点观测 2 个时段，试完成下述内容： 1）该 GPS 网总的观测时段数； 2）一个时段的同步基线数和独立基线数；J 同=N*（N-1）/2=10;J 独=（N-1）=4. 3）该 GPS 网总基线数、必要基线数、独立基线数、多余基线数。 J 总=C*N*（N-1）/2=140;J 必=n-1=32;J 独=C*（N-1）=56；J 多= C*（N-1）-（n-1） 4）该 GPS 网的平均多余观测分量是多少？ r=多余观测数/观测值总数=3*J 多/(3*J 独)=24/56=0.429. 2、GPS 网中有一条重复基线向量，其观测值分别为 8 570.274m,8 570.280m, 8 570.282m，8 570.284m 和 8 570.278m。若接收机的标称精度为 5mm±1ppm，通过计算说 明该基线向量的观测值是否合格？ 1）平均值 D=m. 2）计算改正数△Di=Di-D： △D1=D1-D=-5.6mm、△D2=+0.4、△D3=+2.4、△D4=+4.4、△D5=-1.6 3）计算平差值中误差.m=+-3.854）计算相对误差： m/D=0.45ppm(ppm 为纳米) 5）由于 0.45ppm 小于等于 1ppm，所以合格。 4、GPS 某一网中有四边异步环，按顺序各边基线向量坐标分别为（-974.6340, -,
） , （ , , - ） , （ -717.1387, 厦门理工学院测绘工程教研室 张爱国 编.１７.《GPS 测量原理与应用》习题集 -, ）和（-, 208.6638, -）。若接收机的标 称精度为 5mm±1ppm，通过计算（给出必要公式）说明该异步环是否合格？（坐标单位： m）5、图 2 是一设计的小型 GPS 控制网。当采用 R1～R4 四台 GPS 接收机进行观测： 1）试做出接收机的调度方案？ 2）一个时段的总基线数和独立基 线数为多少？ 3）该 GPS 网总基线数、必要基线 数、独立基线数、多余基线数、D03～ D04 边的重复基线数各是多少？ 4）该 GPS 网的平均多余观测分量 是多少？ 图2 GPS 网略图厦门理工学院测绘工程教研室张爱国编.１８.
1页 2财富值 gps复习题(B) 6页 5财富值 gps复习题C卷 7页 2财富值 gps 试题 10页 5财富值 gps复习题汇总 8页 2财富值 GPS考试复习题 5页 1财富值喜...GPS复习题_工学_高等教育_教育专区。GPS 测量原理及应用重点名词解释: 春分点:...通过它可实现人机对话 2 接收单元 (主机) 补:GPS 接收机按不同分类标准的...各部分的作用是什么? 空间部分―GPS 卫星及其星座: (1)接收地面站发来的导航电文和其他信号; (2)接收地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备; (3)连续不 ...(5)平差成果查询 第二套一、单项选择题(每小题 1 分,共 10 分) 1.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...GPS练习题二 12页 1下载券G​P​S​习​题 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档第一章 一、单选题 1、GPS 主控站位于() A 科罗拉多 B 阿森松 C ...GPS复习题_工学_高等教育_教育专区。复习提纲: 一、名词解释: 1.GPS:全球定位...导线网形连接、星形布设 二、 简答 1 GPS 系统的构成及特点;GPS 卫星星座...四、判断题 1、GPS 系统是测时测距系统。 (√) 2、子午卫星导航系统采用 24 颗卫星,并都通过地球的南北极运行。 (×)颗) (6 3、GPS 卫星的测距码和数据...在 GPS 测量中, 希望 DOP 越小越好。 二、判断题(本大题共 5 小题,每小题 1 分,共 5 分) (请在答题纸上判断题答题区域作答) 1.(w)GPS 测得的...闽江学院GPS练习题_哲学_高等教育_教育专区。GPS课件 一、填空 1. 目前正在...在SA期间进行GPS导航定位 D、夜晚进行GPS观测 2. GPS卫星信号的基准频率是多少...选择什么样的组网,取决于工程所要求的精度、野外 条件及 GPS 接收机台数等因素。 二 、名词解释(每题 3 分,共 18 分) 1、伪距:就是由卫星发射的测距码...
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