···················· 密 ······················· 封 ······················ 线 ···················· 学号 姓名 《GPS 定位测量》项目考核理论试卷(A)卷 考试方式:闭卷□ 开卷√ 考试时间:120 分钟 题号 一 二 三 四 五 六 总分 得分 项目一 GPS 控制测量数据采集与处理(共 50 分) 一、填空题(每空 0.5 分,共 10 分) 得 分 评阅人 (1)GPS 伪距法定位进行测距时,主要量测 GPS 信 号中的 测距码 ,伪距观测值中所包含的卫星钟差改正可由 GPS 信号 的 导航电文 中获取。 (2)GPS 定位的原理是 空间距离后方交会 。 (3)GPS 在测量中应用的主要定位方法是伪距法和 载波相位测量 法。 (4)载波相位测量中,实际的数据处理常用载波相位 双差 观测值方程 来解算。 (5)GPS 点位应远离电视台或微波站距离不得小于 200m ,远离高压输 电线距离不得小于 50m 。 (6)《全球定位系统城市测量技术规程》中表明:GPS 定位中,若 PDOP 值 > 6 ,则定位精度大为降低。 (7)在进行 GPS 测量时,观测量中存在着系统误差和偶然误差。其中 系统 误差影响尤其显著。 (8)在定位工作中,可能由于卫星信号被暂时阻挡,或受到外界干扰影 响,引起卫星跟踪的暂时中断,使计数器无法累积计数,这种现象称为 周跳 。 (专业)班级 第 1 页,本卷共 10 页 (9)单站差分 GPS 按基准站发送的信息方式来分,可分为位置差分、伪 距差分、 载波相位差分 。 (10)GPS-RTK 由 参考站 、 流动站 、通讯系统、和软件系统组成。 (11)RTK 坐标转换参数的求取精度与校正点的精度、 校正点的分布 、 校正点的数量 三方面因素有关。 (12)在动态定位前需先确定整周未知数,这一过程称为 初始化 。 (13)RTK 测量宜选用符合测量精度指标的 双 频接收机。 (14)无线电数据链电台的发射功率越大,耗电量越 大 。 (15)目前国际上网络 RTK 的应用代表有 虚拟参考站法 、区域改正参数法、 主辅 站 、综合误差内插技术四类。 二、判断题(每题 1 分,共 10 分) 得 分 评阅人 (1)( × )BJ54(原)、GDZ80 和 BJ54 属于地心大 地坐标系。 (2)( × )GPS 测量定位数据是距离、角度、高差。 (3)( × )GPS 测量结果坐标不需要进行坐标转换。 (4)( × )由 GPS 测得的某个点的高程是以似大地水准面起算的正常高。 (5)( √ )GPS 卫星钟为原子钟,接收机钟为石英钟。 (6)( × )即使基准站在启动时坐标有错误,那么流 得 分 评阅人 动站用三个正确的点做点校正后,测得的任一点的坐标 还是正确的。 (7)( √ )当 RTK 控制器的状态栏显示“固定”时,表示移动站已经 收到参考站的差分信号,可以开始测量。 (8)( × )无论参考站架设在已知点还是未知点上,采用室内点校正后测 得的点的坐标都没有偏差。 (9)( √ )即使基准站在已知点上架设,但如果无校正参数,仍然要在 此位置用单点定位启动基准站。 第 2 页,本卷共 10 页 (10)( √ )CORS 系统由参考站子系统、数据处理中心子系统、数据通 信子系统和用户应用子系统四部分组成。 三、计算题(共 10 分) 某城市三等 GPS 控制网经基线解算后获得其中三条重复基线 03-05、0203 、 02-05 的 较 差 分 别 为 50mm 、 90mm 、 110mm , 它 们 的 长 度 约 为 4km、5km、6km,请按照《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97 和《全球定 位系统 GPS 测量规范》GB/T18314-2009 相关的技术要求: (1)请判断上述三条重复基线较差是否合格。 (2)若这三条基线组成了一个异步环,且闭合差为 80mm,请判断这个异 步环的全长相对闭合差是否超限。 答:首先计算 GPS 网中三条基线的的标准差 σ1 , σ2 , σ3 因为等级为三等网,故 a = 10mm,b = 5ppm,则 ? ? ?1 ? a2 ? b ? d ?10?6 2 ? 102 ? ?5? 4? 2 ? 10 5 ? ? ? 2 ? a2 ? b ? d ?10?6 2 ? 102 ? ?5? 5? 2 ? 5 29 ? ? ? 3 ? a2 ? b ? d ?10?6 2 ? 102 ? ?5? 6? 2 ? 10 10 (1)因《全球定位系统城市测量技术规程》规定, 重复基线较差不超过 ds ? 2 2? ,则 第 3 页,本卷共 10 页 ?S03?05 ? 2 2?1 ? 2 2 ?10 5 ? 63mm ① ΔS1≤,而实际较差为 50mm,故不超限; ?S02?03 ? 2 2? 2 ? 2 2 ? 5 29 ? 76mm ②,而实际较差为 90mm,故超限; ?S02?05 ? 2 2? 3 ? 2 2 ?10 10 ? 89mm ③,而实际较差为 110mm,故超限。 L ? 4 ? 5 ? 6 ? 15km ( 2) 因 该 异 步 环 的 环 线 长 为 , 则 该 异 步 环 的 标 准 差 为 ? ? ? L ? a2 ? b ? d ?10?6 2 ? 102 ? ?5?15? 2 ? 5 229 该异步环的闭合差限差为 ?L ? 2 3n? L ? 2 3? 3 ?10 229 ? 60 229 则该异步环的全长相对闭合差的限差 ?L L ? 60 229 15 ?106 ? 60.53 ppm 而该异步环的实际全长相对闭合差为 ?L实 L 80 ? 15?106 ? 5.33 ppm ? 60.53 ppm 而该异步环的实际全长相对闭合差不超限。 第 4 页,本卷共 10 页 四、问答题(共 56 分) (1)GPS 差分定位能够消减哪些误差源?(5 分) 答:GPS 差分定位能够消减的误差源有 ①卫星星历误差 ②卫星钟钟差 ③电离层折射延迟误差 ④对流层折射延迟误差 ⑤接收机相对钟差 ⑥天线相位中心位置误差 得 分 评阅人 (2)从 GPS 测量的数据类型、数据量、数据处理的复杂程度、数据处理方 法、测量误差类型 5 个方面总结出其与常规测量的不同点。(7 分) 答:①数据类型不同 GPS 测量的数据类型为天线至卫星的伪距、载波相位和卫星星历等 ;而常规 测量的数据类型为角度、距离、高差。 ②数据量不同 GPS 测量一般使用几台接收机同步观测,将会有上万组甚至更多的数据。而 常规测量的数据量较小。 ③处理过程的复杂程度不同 GPS 测量每一阶段都需要对大量数据进行组织、检验、计算和分析处理。而常 规测量的处理过程相对简单。 ④处理方法不同 GPS 测量数据处理时数学模型和算法具有多种形式。而常规测量的数据处理 方法相对单一。 ⑤测量误差不同 GPS 测量误差以系统误差为主,而常规测量以偶然误差为主。 (3)RTK 成果检验有哪四种方法?(6 分) 对 RTK 成果的外业检查可以采用下列方法:与已知点成果的比对检验、重测同 一点的检验、已知基线长度测量检验、不同参考站对同一测点的检验。 (4)简述 GPS-RTK 测量的工作步骤。(6 分) 答:用流程图来表示如下。 第 5 页,本卷共 10 页 (5)导致 RTK 成果产生粗差的原因是什么?(6 分) 答 : 1) 初 始 化 错 误 ①发生原因:未能正确确定模糊度。 ②产生后果:导致所有观测结果发生较大偏差。 2) 模 糊 度 未 保 持 错 误 ①发生原因:未正确探测或修复参考站及流动站载波相位数据中的周跳。 ②产生后果:导致保持失败后的所有观测成果发生较大偏差。 (6)试从选点要求、测距模式、测距精度、测图与放样效率比较利用 GPS- RTK 测量与全站仪测量各自的优缺点?(7 分) 答:用表格表示如下: 测量类型 测距模式 测距精度 测图过程 局限性 全站仪测 量 GPS 测量 主动式测距,不 考虑同步问题, 但缺乏隐蔽性 被动式测距,隐 蔽性强,灵活性 强,但有钟差影 响 2km 以下测距 精度比 GPS 高 2km 以上测距 精度比全站仪 高 每测量一站都 设备简单,只 要先建站,再 要通视,就无 碎部测量,重 信号干扰 复性大,便于 掌握 先整体点校正, 设备复杂,受 再碎部测量, 干扰性强 工作效率高, 测图速度快 第 6 页,本卷共 10 页 (7)GPS-RTK 图根点测量有哪些技术要求?(7 分) 答 : 图 根 点 标 志 宜 采 用 木 桩 、铁 桩 或 其 他 临 时 标 志 , 必 要 时 可 埋 设 一 定 数 量 的 标 石。 RTK 平面图根点测量流动站观测时应 采用三角架对中、整平,每次观测历元数 应大于 10 个。RTK 图根点测量平面坐标转换残差应≤图上±0.07mm。RTK 图根点测 量高程拟合残差应不大于 1/12 等高距。 RTK 图根点测量平面测量两次,测量点位 较差应小于图上 ±0.1mm,两次结果取中数作为最终成果。高程测量两次,测量高 程较差应小于 1/10 等高距。 (8)GPS-RTK 曲线放样有哪些方法?(6 分) 答:用 RTK 放样时,曲线的准备工作与 RTK 的点的放样一样,如果曲线各点的坐标 是已知数据,则可按放样点的方法进行曲线放样。但是如果不知道曲线坐标,也可以将 曲线要素输入测量控制器,由测量控制器解算主点和细部点的坐标进行放样,放样后的 检核同上述 1.1 的内容。例如,南方 RTK 所提供的解算软件是按一定的里程进行解算坐 标的,待坐标解算完毕后就可按点的放样方法进行放样。 (9)请叙述 GPS-RTK 在地籍及房地产测量中的应用。(6 分) 答:地籍、房地产测量中应用 RTK 技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘 地籍与房地产图,同测绘地形图一样,能实时测定有关界址点及地物点的位置并 能达到厘米级精度。将 GPS 获得的数据处理后 直接录入 GIS 系统,可及时精确地 获得地籍和房地产图。但在影响 GPS 卫星信号接收的遮蔽地带,还应采用常规的 测绘方法进行细部测量。 在建设用地勘测定界测量中, RTK 技术可实时地测定界桩位置,确定土地使用 界限范围、计算用地面积。利用 RTK 技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样,建 设用地勘测定界中的面积量算,实际上由 GPS 软件中的面积计算功能 直接计算并 进性检核。避免了常规的解析法放样的复杂性,简化了建设用地勘测定界的工作 程序。 第 7 页,本卷共 10 页 得 分 评阅人 5 案例分析题(共 8 分) 根据右边 GPS 静态控制网的图形,用三台双频 GPS 作业,机号分别为 2919、2930、5306。相临点之间的距 约 1km,计划于时间为 2005 年 1 月 17 日进 a 行外业观测,并进行了相应的星历预报,预 报结果如下图所示。观测时段长为 60 分钟,仪器迁移时 约 20~30 分钟。 b 接收机 离 c d间 第 8 页,本卷共 10 页 ①上述 GPS 控制网由哪几个同步网组成?同步网之间是怎样的连接方式? (2 分) 答:该 GPS 控制网由两个同步网组成,同步网之间以边连式连接。 ②在控制网图形上编写定位的先后次序,并根据观测当天的时间按观测 时段的先后顺序写出 RINEX 格式的 GPS 文件名。(2 分) 答 : 若 0 时 段 同 步 观 测 ⊿abd,则有三个 RINEX 格式的 GPS 文件名,分别为 000a0170.05O 000b0170.05O 000d0170.05O; 则 1 时 段 同 步 观 测 ⊿ bcd , 则 又 有 三 个 RINEX 格 式 的 GPS 文 件 名 , 分 别 为 000b0171.05O 000c0171.05O 000d0171.05O。 ③根据星历预报结果选择最佳观测时段,填入 GPS 作业调度表中。(2 分) ④根据控制网的图形的观测顺序和观测时间填写 GPS 作业调度表。(2 分) 时段 编号 观测时间 GPS 作业调度表 测站号/名 测站号/名 机号 机号 测站号/名 机号 0 12:00-13:00 a b d 2919 2930 5306 1 13:30-14:30 c b d 2919 2930 5306 六、案例分析题(共 6 分) 如下图所示,ABCD 是边长为 20m 的正 方形,ILKJ 是边长为 10m 的正方形,O 点 为两个正方形共同的中心点。图中只有 B 点为已知平面坐标点,BA、JI 的方位角均 得 分 评阅人 · 第 9 页,本卷共 10 页 为 0°,现要求将这 9 个点在某一足够大的空地上放样出来,请叙述放样的概 略步骤和检核方法。 答 : ( 1) 放 样 的 概 略 步 骤 首 先 根 据 B 点 坐 标 、 BA 、 JI 的 方 位 角 和 正 方 形 图 形 的 几 何 特 性 计 算 出 A,C,D,I,J,K,L,O 其余 8 个点的坐标。然后将这 8 个点的坐标值导入到测量手簿中, 并新建任务,选择点放样命令,根据手簿界面的指示方向逐一将每个点标定出来。 ( 2) 检 核 方 法 每个点在标定后通过执行测量命令,在相应界面即显示与设计坐标值之差,若 差值在容许范围内,则放样结束,否则继续放样直至符合要求。 第 10 页,本卷共 10 页