GNSS《GPS测量原理及应用》复习题集 |
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GNSS《GPS测量原理及应用》复习题集
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个人博客：https://baozi.run/ 第一章 绪论 1.简述全球定位系统的组成部分及各部分的作用？ 卫星部分（空间）作用：发送用于导航定位的信号其他特殊用途，如通讯、监测核暴等。 监控部分（地面）作用：监测和控制卫星运行，编算卫星星历（导航电文），保持系统时间。 接收部分（用户）作用：接收、跟踪、变换和测量GPS信号。 2.简述全球定位系统的特点？(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能：（6）抗干扰性能好、保密性强 3.简述双星导航定位系统的定位原理？应用： 陆地应用：主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等； 海洋应用：括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等； 航空航天应用：括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。发展情况： 自80年代末我国引进GPS接收机以来，在理论研究、应用技术开发、接收机制造等方面不断取得发展。在“九五”期间，以GPS技术应用为代表的民用卫星导航、定位技术日趋成熟，已在各行业得到广泛应用，极大地提高了传统生产作业的效率与精度，解放了高强度的体力劳动。我国自主的导航定位系统整体方案已付诸实施，与国际先进系统相近的自主系统在理论、整体方案设计、关键技术上也有了长足的发展。 俄罗斯的GLONASS系统的运行和欧洲伽利略计划的开展实施，已引起我国有关主管部门与应用部门的关注，并开始筹划建设广域增强系统，跟踪研究双模式星座应用中的参考框架、不同类型的数据处理分析及兼容机的研制等问题。 5.目前GNSS系统包括哪些,比较这些系统的基本性能？目前全球技术成熟的导航系统有GPS,伽俐略，格洛纳斯，北斗二代。其中美国的gps占主要市场，北斗二代系统后起之秀，发展迅猛，在亚太地区发展迅猛，其余两个系统由于资金投入不足，卫星更新慢，市场逐渐在萎缩。 6.GPS、GIS、RS、BDS、GLONASS、GALILEO、WAAS、EGNOS、CORS、IGS、LEO、MEO、GEO、IGSO中英文全称。 GPS:全球卫星定位系统(Global Positioning System) GIS:地理信息系统(Geographic Information System) RS:遥感(Remote Sensing) BDS:北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System) GLONASS:格洛纳斯卫星导航系统(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM) WAAS:广域增强系统(Wide Area Augmentation System) EGNOS:欧洲地球静止导航重叠服务(European Geostationary Navigation Overlay Service) CORS:连续运行（卫星定位服务）参考站(Continuously Operating Reference Stations) IGS:地质科学研究所(institute of geological science) LEO:宇航近地轨道(low earth orbit) MEO:中轨道地球(Medium Earth Orbit);中轨道地球卫星(Medium orbit earth satellite) GEO:地球同步轨道(Geosynchronous Orbit);地球同步轨道卫星(Geostationary orbit satellite) IGSO:倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous Orbit)文章来源：https://baozi.run/，转载请联系。 第二章 坐标系统和时间系统 1.名词解释： 天球坐标系 地球坐标系 大地坐标系 站心坐标系 岁差 章动 WGS-84大地坐标系 CGCS2000坐标系 恒星时 协调世界时 GPST时间系统 天球坐标系：天球坐标系，别名天文坐标系，是一种以天极和春分点作为天球定向基准的坐标系。为准确表示天体在天球上的投影位置而引入的球面坐标系。根据不同需要，设有地平坐标系，第一赤道坐标系（时角坐标系），第二赤道坐标系（赤道坐标系），黄道坐标系和银道坐标系等 地球坐标系：地固坐标系也称地球坐标系，是固定在地球上与地球一起旋转的坐标系。如果忽略地球潮汐和板块运动，地面上点的坐标值在地固坐标系中是固定不变的。对于天球坐标系，地面上点的坐标值受地球自转的影响一直处于变化运动之中。用地固坐标系描述地球表面点的空间位置更为方便，而天球坐标系主要是用于描述卫星和地球的运行位置和状态。根据坐标系原点位置的不同，地固坐标系分为地心坐标系(原点与地球质心重合)和参心坐标系(原点与参考椭球中心重合)，前者以参考椭球为基准，后者以总地球椭球为基准，以地心为原点的地固坐标系也称为地心地固坐标系(ECEF)。无论是参心坐标系还是地心坐标系均可分为空间直角坐标系和大地坐标系两种形式，它们都与地球体固连在一起，与地球同步运动。 大地坐标系：大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。大地坐标系的确立包括选择一个椭球、对椭球进行定位和确定大地起算数据。一个形状、大小和定位、定向都已确定的地球椭球叫参考椭球。参考椭球一旦确定，则标志着大地坐标系已经建立。大地坐标系是一种伪地理坐标系。大地坐标系为右手系。 站心坐标系：站心坐标系是以测站为原点的坐标系，即用准备好的基座来定点并进行观察和测量，一般用于施工工程。也用于需了解以观察者为中心的其他物体运动规律，如接收机可见GPS卫星的视角、方位角及距离等，需要用到站心坐标系。 岁差：岁差，是指地球自转轴长期进动，引起春分点沿黄道西移，致使回归年短于恒星年的现象。岁差是地球公转和地轴运动相结合的结果，这种结合决定了二分二至地球位置不是定点，而是在公转轨道上不断西移的动点，从而导致地球公转一周不等于太阳直射点纬度变化一周。岁差在天文学中亦指一个天体的自转轴指向因为重力作用导致在空间中缓慢且连续的变化。例如，地球自转轴的方向逐渐漂移，追踪它摇摆的顶部，以大约26,000年的周期扫掠出一个圆锥（在占星学称为大年或柏拉图年）。"岁差"这个名词通常只针对长期运动，其他在地轴准线上的变动章动和极移规模要小了许多。 章动：当陀螺的自转角速度不够大时，则除了自转和进动外，陀螺的对称轴还会在铅垂面内上下摆动，称为章动。 章动数值通常可以分为平行和垂直于黄道的两个分量，在黄道上的分量称为黄经章动，垂直黄道的分量称为斜章动。 岁差和章动的共同影响，使得真天极绕着黄极在天球上描绘出一条波状曲线。另外影响火箭弹锥形运动稳定性的主要因素是弹体的章动和进动的耦合运动。 WGS-84大地坐标系：WGS-84是修正NSWC9Z-2参考系的原点和尺度变化，并旋转其参考子午面与BIH定义的零度子午面一致而得到的一个新参考系，WGS-84坐标系的原点在地球质心，Z轴指向BIH1984.0定义的协定地球极（CTP）方向，X轴指向BIH1984.0的零度子午面和CTP赤道的交点，Y轴和Z、X轴构成右手坐标系。它是一个地固坐标系 CGCS2000坐标系：2000国家大地坐标系，是我国当前最新的国家大地坐标系，英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000，英文缩写为CGCS2000。 2000国家大地坐标系的原点为包括海洋和大气的整个地球的质量中心；2000国家大地坐标系的Z轴由原点指向历元2000.0的地球参考极的方向，该历元的指向由国际时间局给定的历元为1984.0的初始指向推算，定向的时间演化保证相对于地壳不产生残余的全球旋转，X轴由原点指向格林尼治参考子午线与地球赤道面（历元2000.0）的交点，Y轴与Z轴、X轴构成右手正交坐标系。采用广义相对论意义下的尺度。 恒星时：恒星时，是指以地球相对于恒星的自转周期为基准的时间计量系统。春分点相继两次上中天所经历的时间称为恒星日，等于23时56分4.09秒平太阳时，并以春分点在该地上中天的瞬间作为这个计量系统的起点，即恒星时为零时，用春分点时角来计量。 为了计量方便，把恒星日分成24 个恒星小时，一恒星小时分为60恒星分，一恒星分分为60恒星秒。所有这些单位统称为计量时间的恒星时单位，简称恒星时单位。按上述系统计量时间，在天文学中称恒星时。 协调世界时：协调世界时，又称世界统一时间、世界标准时间、国际协调时间。由于英文（CUT）和法文（TUC）的缩写不同，作为妥协，简称UTC。 协调世界时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。中国大陆采用ISO 8601-1988的《数据元和交换格式信息交换日期和时间表示法》（GB/T 7408-1994）称之为国际协调时间，代替原来的GB/T 7408-1994；中国台湾采用CNS 7648的《资料元及交换格式–资讯交换–日期及时间的表示法》，称之为世界统一时间。 GPST时间系统：时间系统规定了时间测量的参考标准，包括时刻的参考标准和时间间隔的尺度标准。时间系统也称为时间基准或时间标准。频率基准规定了“秒长”的尺度，任何一种时间基准都必须建立在某个频率基准的基础上，因此，时间基准又称为时间频率基准。时间系统框架是在某一区域或全球范围内，通过守时、授时和时间频率测量技术，实现和维持统一的时间系统。 2.简述卫星测量中常用的坐标系以及它们之间的转换关系？ 瞬时极天球坐标系与地球坐标系 |
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