GPS原理与应用期末考试复习资料,课后复习题及答案

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部分内容如下:

复习考试重点:

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  ) :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。

9.无摄运动(二体运动):只考虑地球质心引力作用的卫星运动。

10.受摄运动: 在考虑中心引力的同时,考虑摄动力的影响来研究地球的运动。

11.卫星星历: 描述卫星运动轨道的信息,是一组对应某一时刻的轨道根数及其变率。有了 卫星星历就可以计算出任意时刻的卫星位置及其速度。

12.GPS 卫星信号的组成部分: 载波:L1,L2       测距码: C/A 码(目前只被调制在L1 上 )

P(Y)码(被分别调制在L1 和 L2 上 )          卫星(导航)电文

13.预报星历: 是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用户,经解码获得所需的 卫星星历,也称广播星历

14.后处理星历(精密星历): 一些国家某些部门,根据各自建立的卫星跟踪占所获得的对 GPS 卫星的精密观测资料,应用与确定广播星历相似的方法而计算

GPS卫星所发射的信号包括载波信号、P 码 ( 或Y 码)、C/A 码和数据码(或D 码)等多种 信号分量,其中P 码和C/A 码统称为测距码。

15.GPS 定位基本原理:

①根据地面已知点坐标,用空间前方交会求出卫星在轨位置;

②根据空中卫星的已知坐标,用空间后方交会的方法求出测站点的位置。

16 绝对定位: 也称单点定位,是指在协议地球坐标系中,直接确定观测站相对于坐标原点 (地球质心)绝对坐标的一种方法。

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