卫星定位简答题总结

举例说明GPS的应用。

GPS可以应用于各个领域，包括军事、交通运输、测量以及其它领域中。答题者可以

针对某一个领域的具体应用进行举例说明 C/A码的捕获方法、原理。

北斗的定位原理和与GPS的比较。 2卫星星历误差

由卫星星历给出的卫星轨道与卫星实际轨道之差。 3多路径效应；

GPS接收机所收到GPS信号经由建筑物、水面或其它反射物表面反射抵达接收机天线的干扰信号。经反射的信号路径增长了，其伪距存在系统偏差，致使定位结果不准。 9、AS

AS（Anti-Spoofing）政策称为反电子欺骗政策。其目的是保护P码。它将P码与更加保密的W码模2相加形成新的Y码，实施AS政策的目的在于防止敌方对P码进行精密定位，也不能进行P码和C/A码码相位测量的联合求解。 11、周跳（整周跳变）； 在GPS接收机接受信号时，由于种种原因，接收机整波计数器在一定时间内记录下来的周数突然发生了变化，也就是错误地记录了周数，这种突变叫做整周跳变。 12、相对论效应

相对论效应是指由于卫星钟和接收机钟所处的状态（运动速度和重力位）不同而使两钟产生相对误差的现象 15、卫星大地测量；

卫星大地测量是利用人造地球卫星测定地球上任何点（包括地面上和海洋上）的位置并计算其间的距离，以及测定地球重力场和地球形状、大小等。 8、GPS定位误差分为哪几类？如何消除？

我们在利用GPS进行定位时，会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类： （1）与GPS卫星有关的因素 SA政策

美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度(技术)、在GPS基准信号中加入高频抖动(技术)等方法，人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。（2000年已取消） 卫星星历误差

在进行GPS定位时，计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历[7]提供的，但不论采用哪种类型的星历，所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异，这就是所谓的星历误差。 卫星钟差

卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。 卫星信号发射天线相位中心偏差

卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

（2）与传播途径有关的因素 电离层延迟

由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。 对流层延迟

由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。 多路径效应

由于接收机周围环境的影响，使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响，这就是所谓的多路径效应。 （3）与接收机有关的因素 接收机钟差

接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。 接收机天线相位中心偏差

接收机天线相位中心偏差是GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之间的差异。

接收机软件和硬件造成的误差

在进行GPS定位时，定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。 （4）其它

GPS控制部分人为或计算机造成的影响

由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。 数据处理软件的影响

数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。

4 怎样用双频观测值消除电离层延迟（也可按照老师讲的写）

1GPS卫星

的主要作用有三方面：（1）接收地面注入站发送的导航电文和其它信号；（2）接收地面主控站的命令，修正其在轨运行偏差及启用备件等；（3）连续地向广大用户发送GPS导航定位信号，并用电文的形式提供卫星自身的现势位置与其它在轨卫星的概略位置，以便用户接收使用。2地面部分（见笔记）

主控站—管理协调各部分作用，编制导航电文送往注入站

三、GPS系统由哪几部分构成的？各部分的作用是什么？

监测站—伪距测量各卫星，记录气象元素传送给主控站 注入站—向GPS卫星输入导航电文和其他命令 通信和辅助系统—数据传输和其他辅助服务 3用户设备部分 GPS全球定位系统

用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

4、同步观测环：由三台以上的接收机同步观测相同的卫星，解算出的基线组成的闭合环。

5、单差：某一时刻两台接收机对某一卫星观测距离之差组成站间单次差分观测值。或某一时刻一个接收机对两颗卫星观测距离之差组成星间单次差。

1、地球坐标系：坐标原点位于地心，Z轴与地球自转轴平行，X轴指向格林尼治子午面与赤道面的交线，Y轴成右手坐标系。 3、相对定位：由两台以上的接收机同步观测相同的卫星的距离，求得两点间的坐标差。 GPS定位中误差的分类及消除方法

（1）与卫星有关的误差：1）卫星钟差2）卫星星历误差3)相对论效应

星历误差消除方法：①忽略轨道误差。②采用轨道改进法处理观测数据。③采用精密星历。④同步观测值求差。 （2）与信号传播有关的误差：

1）电离层延迟。减弱方法：①利用双频观测。②利用电离层模型加以修正。③利用同步观测值求差。 2）对流层延迟。减弱方法：①充分地掌握观测站周围地区的实时气象资料。②利用水汽辐射计，准确地测定电磁波传播路径上的水汽积累量，以便精确的计算大气湿分量的改正项。③当基线较短时(20km)，稳定的大气条件下，利用差分法来减弱大气折射的影响。④完善对流层大气折射的改正模型。

3）多路径效应。减弱方法：①安置接收机天线的环境应避开较强发射面。②选择造型适宜且屏蔽良好的天线。③适当延长观测时间，削弱周期性影响。④改善接收机的电路设计。 （3）与接收设备有关的误差

1）接收机位置误差

2）接收机钟差。减弱方法：①作为未知数，在数据处理中求解。②利用观测值求差方法，减弱接收机钟差影响。③定位精度要求较高时，可采用外接频标。

3）接收机的测量噪声。减弱方法：观测足够长的时间后，测量噪声的影响可以忽略不计。

9. GPS定位方法分类 1）按参考点的不同位置

①绝对定位（单点定位）：在地球协议坐标系中，确定观测站相对地球质心的位置。

②相对定位：在地球协议坐标系中，确定观测站与地面某一参考点之间的相对位置。

在绝对定位和相对定位中，又都包含静态和动态两种形式： （差分定位）

2）按用户接收机作业时所处的状态划分：

①静态定位：在定位过程中，接收机位置静止不动，是固定的。 ②动态定位：在定位过程中，接收机天线处于运动状态。 3）按观测量性质划分： ①测码伪距：由码相位观测确定伪距 ②测相伪距：由载波相位观测确定伪距 10. 测码伪距与测相伪距的定义、观测方程、及各符号含义。（最好按照笔记写） 上述通过码相位观测或载波相位观测所确定的站星距离都不可避免地含有卫星钟与接收机钟非同步误差、电离层、对流层等的影响，含钟差影响的距离通常称为伪距。

（1）测码伪距：由码相位观测所确定的伪距简称测码伪距。

~jtjccjctjjctjiiiii j 公式：iitij其中：tj = tj (GPS) + tj， ti = ti (GPS) + ti tij = ti – tj = (ti (GPS) – tj (GPS))+ (ti - tj)

tj(GPS)为卫星sj发射信号时的理想GPS时刻

ti(GPS)为接收机Ti收到该卫星信号时的理想GPS时刻 tj为卫星sj发射信号时的卫星钟时刻

ti为接收机Ti收到该卫星信号时的接收机钟时刻 tij为卫星信号到达观测站的传播时间 tj为卫星钟相对理想GPS时的钟差 ti为接收机钟相对理想GPS时的钟差。

（2）测相伪距：由载波相位观测所确定的伪距简称为测相伪距。 公式： ij(t)ij(t)c[ti(t)tj(t)][jiIp(t)jiT(t)]Nij(t0) 为站星之间的几何距离，

为整周未知数

5.岁差 答：在日月引力和其他天体引力对地球隆起部分的作用下，地球自转轴方向不再保持不变，这使春分点在黄道上产生缓慢的西移现象，这种现象在天文学中称为岁差。

2．星历误差：实际上就是卫星位置的确定误差。星历误差是一种起始数据误差，其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。 3．SA技术

答：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。 4．伪距

答：GPS定位采用的是被动式单程测距。它的信号发射时刻是卫星钟确定的，收到时刻则是由接收机钟确定的，这就在测定的卫星至 接收机的距离中，不可避免地包含着两台钟不同步的误差影响，所以称其为伪距。 1．差分GPS

利用设置在坐标已知的点（基准站）上测定GPS测量定位误差，用以提高在一定范围内其它GPS接收机（流动站）测量定位精度的方法 2．相对定位

答：确定进行同步观测的接收机之间相对位置的定位方法，称为相对定位。 3．实测星历 答：它是根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。它需要在一些已知精确位置的点上跟踪卫星来计算观测瞬间的卫星真实位置，从而获得准确可靠的精密星历。

5．导航电文

答：主要包括卫星星历、时钟改正、电离层延时改正、工作状态和C/A码转换到捕获P码的信息。 4．极移

答：地球瞬时自转轴在地球上随时间而变，称为地极移动，简称极移