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正文內(nèi)容

gps定位原理與應(yīng)用習(xí)題集答案(編輯修改稿)

2024-07-25 08:18 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 。 5由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán),簡稱 獨立觀測環(huán)()獨立環(huán) 。 5在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中,只要有非同步觀測基線向量,則該多邊形環(huán)路叫 異步觀測環(huán) 。5根據(jù)GPS測量的不同用途,GPS網(wǎng)的圖形有 點連式 、 邊連式 、網(wǎng)連式 和邊點混連式等四種連接方式。5GPS觀測工作的內(nèi)容主要包括 觀測計劃的擬定 、 儀器的選擇與檢驗 和 觀測工作的實施 等。5GPS接收機(jī)全面檢驗的內(nèi)容,包括 一般性檢視、 通電檢驗 和 試測檢驗 。60、GPS測量的觀測工作主要包括 天線安置、 觀測作業(yè) 、 觀測記錄 和觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量判定等。6目前較為普遍采用的GPS作業(yè)模式有 靜態(tài)相對定位 、 快速靜態(tài)相對定位 、 準(zhǔn)動態(tài)相對定位 和動態(tài)相對定位。6在GPS靜態(tài)相對定位中,外業(yè)觀測數(shù)據(jù)的評價一般分為四級,即 良好 、 合格 、 存疑 和不合格。6外業(yè)觀測成果的質(zhì)量檢核項目,主要包括 同步邊觀測數(shù)據(jù)檢核 、 重復(fù)邊檢核 、 同步環(huán)閉合差檢核 和 異步環(huán)閉合差檢核 等。6GPS網(wǎng)的經(jīng)典自由網(wǎng)平差,是僅具有 必要起始數(shù)據(jù) 的平差方法。對于GPS網(wǎng)來說,即僅具有 1 個起始點,其坐標(biāo)值在平差中保持不變。6GPS控制網(wǎng)平差后的質(zhì)量,一般是從 精確度 、 可靠性 和 置信度 等三個方面來衡量。6GPS網(wǎng)的精確度是以平差后的 各項中誤差 來表征的,其指標(biāo)有 驗后單位中誤差 、 點位中誤差 、基線向量中誤差及其相對中誤差等。6GPS網(wǎng)的可靠性與 多余觀測 有關(guān),在 無多余觀測 的情況下,無法發(fā)現(xiàn)粗差,可靠性可視為零。衡量GPS網(wǎng)的可靠性有三個指標(biāo): 多余觀測量 、 內(nèi)可靠性 和 外可靠性 。6GPS網(wǎng)的內(nèi)可靠性亦稱觀測的可控性,是指 在一定的顯著水平和檢驗功效 下,用數(shù)理統(tǒng)計方法所能探測出的 基線向量中存在的最小粗差 。6GPS網(wǎng)的外可靠性,是指可識別的 最小 粗差,對 平差的未知參數(shù) 及其 (這些參數(shù)的)函數(shù) 的影響。70、GPS網(wǎng)的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,是通過 坐標(biāo)聯(lián)測 和 水準(zhǔn)聯(lián)測 來實現(xiàn)的。7GPS網(wǎng)實施坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換后的質(zhì)量取決于兩個主要因素,其一,是 GPS網(wǎng)經(jīng)過空間無約束平差后 的坐標(biāo)精度;第二,是 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)點 的坐標(biāo)精度。其中,主要取決于 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)點 的精度。7GPS網(wǎng)進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換時,轉(zhuǎn)換參數(shù)的顯著性檢驗,一般只對 尺度比 參數(shù)和 旋轉(zhuǎn)角 參數(shù)進(jìn)行檢驗。7坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模型的精度可以從轉(zhuǎn)換模型的 內(nèi)部符合 精度及 外部檢查 精度兩方面來考慮。7利用GPS直接測定的高程是GPS點在WGS84坐標(biāo)系中的 大地 高。7大地高系統(tǒng)是以 橢球面(或參考橢球面) 為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng),正常高系統(tǒng)是以 似大地水準(zhǔn)面 為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。7原子時是通過 原子鐘 來守時和授時的。因此,原子鐘振蕩器頻率的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度便決定了原子時的 精度 。7在 歲差 和 章動 的影響下,瞬時天球坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸指向是在不斷地旋轉(zhuǎn)。7天體的星歷通常都是在 協(xié)議天球坐標(biāo)系 中表示的;GPS衛(wèi)星的廣播星歷通常在 WGS84大地坐標(biāo)系 中表示。7觀測瞬間地球自轉(zhuǎn)軸所處的位置,稱為 瞬時 地球自轉(zhuǎn)軸,而相應(yīng)的極點稱為 瞬時極 。80、以 協(xié)議地球 為基準(zhǔn)點的地球坐標(biāo)系,稱為協(xié)議地球坐標(biāo)系;而與瞬時極相應(yīng)的地球坐標(biāo)系,稱之為 瞬時地球坐標(biāo)系 。 8利用載波相位觀測進(jìn)行精密定位,必須首先解決整周未知數(shù)(初始整周數(shù),整周模糊度) 和 周跳(整周變跳) 兩個問題。8GPS測量過程中,如果接收機(jī)天線被阻擋、外界噪聲信號的干擾等,還可能產(chǎn)生 周跳(整周變跳) 現(xiàn)象。 8為便于理解GPS測量的誤差,通常均把各種誤差的影響投影到觀測站至衛(wèi)星的距離上,以相應(yīng)的距離誤差表示,并稱為 等效距離偏差 。8GPS網(wǎng)技術(shù)設(shè)計的主要依據(jù)是 GPS測量規(guī)范 和 測量任務(wù)書 。8對GPS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基本過程大體分為: 預(yù)處理, 平差計算 , 坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換或與已有地面網(wǎng)的聯(lián)合平差。 五、簡答題五、簡答題什么叫BPS信號接收機(jī)?其作用是什么? 答:是一種能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS衛(wèi)星信號的接收設(shè)備,稱之為GPS信號接收機(jī)。 GPS信號接收機(jī)的作用有: 1)當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時,接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止高度角所選擇的待測衛(wèi)星,并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)動。 2)對所接收到的GPS信號具有變換、放大和處理的功能,以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收機(jī)天線的傳播時間,解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)射的導(dǎo)航電文,實時地計算出測站的三維位置,甚至三維速度和時間,從而實現(xiàn)導(dǎo)航和定位。在GPS測f中,對點位有何要求? 答:山于GPS測量觀測站之間不需要相互通視,而且網(wǎng)的圖形結(jié)構(gòu)也比較靈活,所以選點工作遠(yuǎn)較經(jīng)典控制測量的選點工作簡便。但山于點位的選擇對于保證觀測工作的順利進(jìn)行和測量結(jié)果的可靠性具有重要意義,所以,在選點工作開始之前,應(yīng)充分收集和了解有關(guān)測區(qū)的地理情況以及原有測量標(biāo)志點的分布及保持情況,以便確定適宜的觀測站位置。選點工作通常應(yīng)遵守的原則是: 1) (1分)觀測站(即接收天線安置點)應(yīng)遠(yuǎn)離大功率的無線電發(fā)射臺和高壓輸電線,以避免其周圍磁場對GPS衛(wèi)星信號的千擾。接收機(jī)天線與其距離一般不得小于200m。 2) (1分)觀測站附近不應(yīng)有大面積的水域或?qū)﹄姶挪ǚ瓷?或吸收)強(qiáng)烈的物體,以減弱多路徑效應(yīng)的影響。 3) (1分)觀測站應(yīng)設(shè)在易于安置接收設(shè)備的地方,且視場開闊。在視場內(nèi)周圍障礙物的高度角,根據(jù)情況一般不應(yīng)大于100 150,以減弱多路徑效應(yīng)的影響。 4) (1分)觀測站應(yīng)選在交通方便的地方,并且便于用其它測量手段聯(lián)測和擴(kuò)展。 5) (1分)對于琴線較長的GPS網(wǎng),還應(yīng)考慮觀測站附近具有良好的通訊設(shè)施(電話與電報、郵電)和電力供應(yīng),以供觀測站之間的聯(lián)絡(luò)和設(shè)備用電。 6) (1分)點位選定后(包括方位點),均應(yīng)按規(guī)定繪制點之記,其主要內(nèi)容包括點位及點位略圖,點位的交通情況以及選點情況等。在利用暇波相位進(jìn)行相對定位時,何謂準(zhǔn)動態(tài)相對定位0式?該棋式有哪些特 點,適用于哪種條件? GPS相對定位的作業(yè)模式,亦即利用GPS確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式。GPS測量系統(tǒng),在其硬件和軟件的支持下,作業(yè)模式一般有靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準(zhǔn)動態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位等。 1)作業(yè)方法 .在測區(qū)選擇一系準(zhǔn)站,并在其上安置一臺接收機(jī)連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星。 .置另一臺流動的接收機(jī)于起始點(下圖中1號點)觀測12分鐘: .在保持對所測衛(wèi)星連續(xù)跟蹤的情況下,流動的接收機(jī)依次遷到2, 3,…,13號流動點各觀測數(shù)秒鐘。 2)作業(yè)模式要求 .在觀測時段上必須有5顆以上衛(wèi)星可供觀測。.在觀測過程中流動接收機(jī)對所測衛(wèi)星信號不能失鎖。.一旦發(fā)生失鎖現(xiàn)象,應(yīng)在失鎖后的流動點上,將觀測時間延長1^2分鐘。.流動點與從準(zhǔn)點相距應(yīng)不超過15km.3)定位精度 基線的中誤差可達(dá)1^2cmo 4)特點 作業(yè)只需兩臺接收設(shè)備,效率甚高。即使偶然發(fā)生失鎖,只要在失鎖的流動點延長觀測12分鐘,仍可繼續(xù)按該模式作業(yè)。5)應(yīng)用范圍 .開闊地區(qū)的加密測量。 .工程定位及碎部測最。 .剖面測量及路線測量等。4, OPS衛(wèi)一的作用是什么? 1)向廣大的用戶連續(xù)不斷地發(fā)射衛(wèi)星導(dǎo)航定位信號(簡稱GPS信號),并用導(dǎo)航電文報告自己的現(xiàn)勢位置已以及其他在軌衛(wèi)星的概略位置。 2)在飛越注入站上空時,接受山地面注入站發(fā)送到衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和其他有關(guān)信息,并通過GPS信號形成電路,適時的發(fā)送給廣大的用戶。 3)接受地面主控站通過注入站發(fā)送到衛(wèi)星的調(diào)度命令。如適時的改正運(yùn)行的偏差?;蛘邌⒂脗溆脮r鐘等。 4)通過星載高精度原子鐘,提供精確的時間標(biāo)準(zhǔn),使各衛(wèi)星處于同一時間標(biāo)準(zhǔn)GPS時。在利用載波相位進(jìn)行相對定位時,何謂快速靜態(tài)相對定位模式? 特點,適用于哪種條件? GPS相對定位的作業(yè)模式,亦即利用GPS確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式。GPS測量系統(tǒng),在其硬件和軟件的支持下,作業(yè)模式一般有靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準(zhǔn)動態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位等。I)作業(yè)方法 在測區(qū)的中部選擇一個琴準(zhǔn)站,并安置一臺接收設(shè)備連續(xù)跟蹤所有可見衛(wèi)星。 另一臺接收機(jī)依次到各點流動設(shè)站,并且在每個流動站上觀測12分鐘。該作業(yè)模式要求,在觀測時段中必須有5顆衛(wèi)星可供觀測:同時流動站與基淮站相距不超過15km. 2)定位精度 流動站相對琴準(zhǔn)站的幕線中誤差可達(dá)5mm十lppmXD。3)特點接收機(jī)在流動站之間移動時,不必保持對所測衛(wèi)星的連續(xù)跟蹤,因而可關(guān)閉電源以降低能耗。該模式作業(yè)速度快、精度高。缺點是直接觀測邊不構(gòu)成閉合圖形,可靠性較差。4)適用范目控制測景及其加密。工程測量、邊界測量。地籍測量及碎部測量等。什么叫坐標(biāo)聯(lián)測和高程聯(lián)測?為什么要進(jìn)行坐標(biāo)聯(lián)測和離程聯(lián)測? 與經(jīng)典大地測量相比,GPS定位技術(shù)具有定位精度高、經(jīng)濟(jì)效益顯著、操作簡便及布網(wǎng)靈活性大等優(yōu)點。但GPS定位獲得的是在WGS84坐標(biāo)系卜的觀測量—琴線向量,經(jīng)空間無約束平差后,可獲得WGS84空間直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)(X Y Z) G,只有將其轉(zhuǎn)換為地方參考坐標(biāo)系(即地面網(wǎng)所在的參考坐標(biāo)系)下的高斯平面直角坐標(biāo)和以似大地水準(zhǔn)面為從準(zhǔn)的正常高,才能便于實際應(yīng)用。 GPS網(wǎng)坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,通常是采用坐標(biāo)聯(lián)測來實現(xiàn)的。所謂坐標(biāo)聯(lián)測,即采用GPS定位技術(shù),重測部分地面網(wǎng)中的高等級國家控制點。這種既具有WGS84坐標(biāo)系下的坐標(biāo),又具有參考坐標(biāo)系(以下假設(shè)參考坐標(biāo)系為新BJ54坐標(biāo)系)下的坐標(biāo)的公共點,稱為GPS網(wǎng)和地面網(wǎng)的坐標(biāo)聯(lián)測點。坐標(biāo)聯(lián)測點是實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的前提。 利用GPS技術(shù)得到的高程是GPS點在WGS84坐標(biāo)系中的大地高,而實際工作中通常需要以似大地水準(zhǔn)面為從準(zhǔn)的正常高,這就需要進(jìn)行高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。GPS網(wǎng)高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換,通常是高程聯(lián)測(或水準(zhǔn)聯(lián)測)來實現(xiàn)的。所謂高程聯(lián)測,是在布設(shè)GPS網(wǎng)時,采用幾何水準(zhǔn)方法聯(lián)測部分GPS點,這些被聯(lián)測的GPS點,稱為水準(zhǔn)聯(lián)測點。水準(zhǔn)聯(lián)測點是實現(xiàn)高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的前提。在GPS測量中,? 天線的妥善安置是實現(xiàn)精密定位的重要條件之一。其安置工作一般應(yīng)滿足以下要求: 1)靜態(tài)相對定位時,天線應(yīng)盡可能利用三腳架,并安置在標(biāo)志中心的上方直接對中觀測。在特殊情況下,方可進(jìn)行偏心觀測,但歸心元素應(yīng)以解析法精密測定。 2)當(dāng)天線需安置在三角點規(guī)標(biāo)的基板上時,應(yīng)先將艦標(biāo)頂部拆除,以防止對信號的干擾。這時可將標(biāo)石中心投影到基板上作為安置天線的依據(jù)。 3)天線底板上的圓水準(zhǔn)器氣泡必須居中。 4)天線的定向標(biāo)志線應(yīng)指向正北,并顧及當(dāng)?shù)卮牌怯绊?,以減弱相位中心偏差的影響。定向的誤差以定位的精度不同而異,一般應(yīng)不超過30 ^50 5)雷雨天氣安置天線時,應(yīng)注意將其底盤接地,以防止雷擊。 6)天線安置后,應(yīng)在各觀測時段的前后各量測天線高一次。兩次量測結(jié)果之差不應(yīng)超過3mm,并取其均值采用。在利用載波相位進(jìn)行相對定位時,何謂靜態(tài)相對定位模式?該模式有哪些特點,? GPS相對定位的作業(yè)模式,亦即利用GPS確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式。GPS測量系統(tǒng),在其硬件和軟件的支持下,作業(yè)模式一般有靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準(zhǔn)動態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位等。 1)作業(yè)方法 采用兩套(或兩套以上)接收設(shè)備,分別安置在一條(或數(shù)條)基線的端點,同步觀測4顆衛(wèi)星1小時左右,或同步觀測5顆衛(wèi)星20分鐘左右。當(dāng)基線超過100km時,觀測時間應(yīng)適當(dāng)延長。 2)定位精度 基線的相對定位精度可達(dá)5mm十1ppmXD, D為基線長度(km) 3)特點 這種作業(yè)模式所觀測過的基線邊,應(yīng)構(gòu)成某種閉合圖形(如右圖),以便于觀測成果的檢核,提高成果的可靠性和GPS網(wǎng)平差后的精度?;€長度由20km至幾百公里。 4)適用范圍 1)建立全球性或國家級大地控制網(wǎng)。 2)建立地殼運(yùn)動或工程變形監(jiān)測網(wǎng):3)建立長距離檢?;€。4)進(jìn)行島嶼與大陸聯(lián)測。5)鉆井精密定位。在利用載波相位進(jìn)行相對定位時,何謂動態(tài)相對定位棋式?該棋式有哪些特點,適用千哪種條件? GPS相對定位的作業(yè)模式,亦即利用GPS確定觀測站之間相對位置所采用的作業(yè)方式。GPS測量系統(tǒng),在其硬件和軟件的支持下,作業(yè)模式一般有靜態(tài)相對定位、快速靜態(tài)相對定位、準(zhǔn)動態(tài)相對定位和動態(tài)相對定位等。 1)作業(yè)方法
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