• GPS定位系统由哪几部分组成的？各部分的作用是什么？

  (1)空间部分—GPS卫星及其星座;

  ①接收地面站发来的导航电文和其他信号;

  ②接收地面站的指令,修正轨道偏差并启动备用设备；

  ③连续不断向地面发送GPS导航和定位信号。

  (2)地面控制部分—地面监控系统;

  地面监测系统由一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。

  a.主控站作用：①收集数据 收集本站及各监测站获得的各种数据；

  ②处理数据 处理收集的数据,按一定格式编制成导航电文；

  ③监测协调 控制和协调监测站、注入站和卫星的工作；

  ④控制卫星 修正卫星的运行轨道,发送启动备用设备指令。

  b.监控站的作用：接收卫星信号,为主控站提供卫星的观测数据。

  c. 注入站作用： 将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

  (3)用户设备部分—GPS信号接收机。主要作用：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。

  第二章 坐标系统和时间系统

  1、GPS 定位对坐标系有何要求？定义一个空间直角坐标系条件有哪些?

  GPS 定位对坐标系的要求

  ①需把卫星与地面点的位置统一在一个坐标系内；

  ②需采用空间直角坐标系,以便于天球与地球坐标系进行转换；

  ③天球与地球坐标系的建立上应具有简便的变换关系。

  定义一个空间直角坐标系的条件

  ①坐标原点的位置； ②三个坐标轴的指向； ③长度单位。

• WGS-84空间直角坐标系的几何定义？

  WGS-84坐标系的几何定义：原点位于地球的质心,Z轴指向国际时间局(BIH) 1984.0定义的协议地球极(CTP,Conventional Terrestrial Pole)方向,X轴指向相应零子午面和赤道的交点(经度零点),Y轴与Z、X轴构成右手坐标系。

• 简述定义时间系统和时间尺度的条件分别是什么？

  定义时间系统的条件 ①尺度(时间单位)②原点(历元)

  定义时间尺度的条件 ①周期运动；②该周期是连续稳定的；③该周期可被观测和实验复现。

  第三章 卫星运动基础及GPS卫星星历

  1、开普勒轨道6参数分别是什么？各参数的作用？

  ①轨道椭圆长半径a ②轨道椭圆第一偏心率e

  （a ,e 确定轨道椭圆形状和大小）

  （升交点与春分点所对应的地心夹角称升交点赤经。

  卫星由南向北运行与地球赤道面的交点称升交点。）

  ④轨道面倾角i 卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角

  （Ω , i 确定了卫星轨道平面与地球体之间的相对定向。）

  ⑤近地点角距ω 在轨道平面上近地点与升交点所对应的地心夹角

  （ω确定轨道椭圆在轨道平面上的定向）

  ⑥真近点角V 卫星与近地点所对应地心夹角,是时间的函数。

  (v确定卫星在椭圆上瞬时位置)

  第四章 GPS卫星的导航电文和卫星信号

  1、简述GPS接收机由哪几个单元组成的？各单元的作用？

  用于测绘的GPS接收机一般由天线单元、接收单元(主机)和辅助设备组成。

  第五章 GPS卫星定位基本原理

  1、试述GPS测距和单点定位原理？写出方程式。

  GPS测距基本原理：设想在卫星上无线电信号发射机在卫星钟的控制下,按预定的方式发射测距信号,在地面待定点上安置信号接受机,在接收机钟的控制下,测得信号到达接收机的时间差(Δt),进而求出站星之间的距离(ρ):

  式中,vt为卫星钟差,随导航电文得到;vT为接收机钟改正数,作为未知变量,定位时一并求解, c为电磁波传播速度。

  GPS单点定位的基本原理：在待定点P 上安置GPS接收机,如果在某一时刻同时测得了四颗卫星s1、s2、s3、s4到P点的距离 则有下式成立。

  式中,坐标分别为待定点和卫星的地固空间直角坐标。求解该方程即可得到定点P 的坐标。

• 按不同分类标准GPS定位可分为哪些？

• 主动式测距和被动式测距的优缺点分别是什么？

  现代光电技术测距按是否发射电波分主动式和被动式两种方式。

  ①主动式测距 如电磁波测距仪,测得往双程距离。

  优点:不要求仪器钟必须和某一时间系统保持一致；

  缺点:用户要发射信号,对军事用户难以隐蔽自己。

  ②被动式测距 如GPS测距,测得单程距离。

  优点:用户无需发射信号,随时接收,因而便于隐蔽自己；

  缺点:要求接收机钟和各卫星钟都要和GPS时间系统保持同步。

• 简述多普勒三次差分法中的一次差分分别在哪些观测值间求差？并消除或减弱了哪些误差的影响？

  星际一次差分消除了接收机钟差, 也削弱电离层、对流层误差影响。

  站际一次差分消除了卫星钟差,同时也削弱了电离层、对流层误差影响。

  历元间一次差分消除了卫星和接收机钟差,同时也削弱了电离层、对流层误差影响。特别注意的是还消除了初始整周未知数N。

• 产生周跳的原因有哪些？

  ①信号被遮挡，导致卫星信号无法被跟踪

  ②仪器故障，导致差频信号无法产生

  ③卫星信号信噪比过低，导致整周计数错误

  ④卫星瞬时故障，无法产生信号

• SA和AS技术的目的是什么？实施SA和AS技术后对定位有何影响？

  SA和AS技术对定位的影响

  ①降低单点定位的精度；②降低长距离相对定位的精度；③给整周未知数的确定带来不便。

  第六章、GPS卫星导航

  1、简述导航的三要素分别是什么？

  ①起始点和目标点的位置

  ③航行体的瞬时速度、姿态等状态参数

• 简述GPS导航和惯性导航各自的优缺点？

  GPS导航 (1)优点 全球性、全天候、 高精度、三维实时等

• 缺点 ①星座不完善 卫星星座覆盖不完善,存在着"间隔区"；

  ②受机动干扰 GPS接收机的工作受飞行器机动的影响,会定位失锁；

  ③数据更新率低 高速飞行器,难以满足实时控制的要求。

  (1)优点 ①不依赖于外部信息； ②不向外部辐射能量(隐蔽性好)；

  ③不受外界干扰； ④可全天侯、全球性工作；

  ⑤连续性好且噪声低； ⑥数据更新率高、短期精度好

  (2)缺点 ①定位误差随时间而增大； ②初始化时间长

  ③不能给出时间信息； ④设备昂贵

• 简述GPS/惯导综合导航系统的优点？

  ①克服了各自的缺点,导航精度高于两个系统单独工作的精度;

  ②有效地提高惯导系统的性能和精度;

  ③提高GPS接收机跟踪卫星的能力及抗干扰性。

  第七章、GPS测量的误差来源及其影响

  1、GPS测量与卫星、信号传播、接收机有关的误差分别有哪些？相应的消减措施有哪些？

  ①建立卫星跟踪网独立定轨

  ①导航电文给出参数改正 经钟差改正后, 引起的等效距离偏差不超过6m 。

  事先将卫星钟的频率减小约 0.00455Hz。使其进入轨道受相对论效应影响后,恰与标准频率 10.23MHz 相一致。

  ①双频接收 ②相对定位 ③利用改正模型

  ①模型改正 ②相对定位

  ②设置适宜的高度截止角 ③对天线设置抑径板 阻止来自地面反射的信号。

  ①独立未知数法 ②相对定位

  使用同一类型的天线同向安置同步观测, 在相距不远的测站间可通过观测值求差来减弱相位偏移的影响。

  在精密定位时,必须仔细操作,以尽量减少这种误差的影响。在变形监测中,应采用有强制对中装置的观测墩。

• 简述狭义相对论和广义相对论效应使卫星钟发生何种变化？

  (1)狭义相对论效应：一个频率f 为的振荡器安装在速度为v的载体上,由于载体的运动,相

  对于静止的振荡器来说将产生频率变化,其改变量为：

  结论:狭义相对论效应使卫星钟比静止在地球上的同类钟走得慢了。

  (2)广义相对论效应:处于不同重力等位面振荡器,其频率将由于重力位不同而发生变化。

  卫星钟与地面钟相比处于较高的引力位,其改变量为:

  结论:广义相对论效应使卫星钟比静止在地球上的同类钟走得快了。

  总影响：顾及r、R、v、 、f、c、GM 的具体数值,

  相对论效应总影响约为:

  第八、九章、GPS测量的设计与实施

  1、GPS网基准设计的内容有哪些?基准设计应注意的问题有哪些？

  ①方位基准：一般以给定的起算方位角值确定(如2个起算点);

  ②尺度基准：一般由电磁波测距边确定,也可由起算点间的距离确定;

  ③位置基准：一般都是由给定的起算点坐标确定。

  ①起算点个数和精度要求 起算点个数一般要求3个,且使新建的GPS网不受起算点精度较低

  ②起算点边长 起算点间要适当地构成长边图形。

  ③GPS高程测量 网中1/3点应联测水准高程,且应均匀分布。

  ④独立坐标系测量 采用独立坐标系,还应该了解:参考椭球;中央子午线经度;坐标加常数;坐

  标系投影面高程及测区平均高程异常值;起算点的坐标值等。

• GPS网形设计原则是什么？

  ①便于常规测量应用- GPS网点间虽不要求相互通视,但要考虑到常规测量应用,因此一般要求每

  个点应有一个联测通视方向。

  ②坐标系统一致性-充分利用测区原有控制点,使新建的坐标系统与原有坐标系统保持一致。

  ③构成闭合环路-由非同步观测边构成闭合或附和线路。

• 同步网间的连接方式有哪些？各自的特点及适应的情况？

  特点:连接效率高,当接收机数目较少(2、3台),为推荐的连接方式;但 图形强度较弱,极少有非同步闭合条件。

  特点:比点连接效率低,但可靠性高, 在精确测量或接收机数较多(4台 以上)时,主要连接方式。

  特点:强度和可靠性高,但效率较低,接收机需4台以上,高精度测量使用。

  特点:灵活、可靠性好,是理想的布网观测方案。

• GPS数据处理的目的和特点？

  目的：将野外采集的原始GPS数据,以最佳的方法进行平差,归算到参考椭球面上,并投影到所采用的平面(例如高斯平面),最终得到点所在坐标系的准确位置。

• 简述南方测绘GPS4.4数据处理软件" 数据处理过程？

  将接收机内采集的数据文件(例C0021631.STH)传输在计算机内。

  （2）运行数据处理软件

  ①新建项目： 给处理的数据起文件名。

  ②增加观测数据文件：将待处理的观测数据文件读入软件系统中。

  ③基线解算：解算所有基线向量, 区分合格和不合格的基线,是数据处理的关键。

  ④数据录入：输入已知点坐标,给定约束条件。

  ⑤平差处理：进行网型无约束平差和通过已知点进行约束平差。

  ⑥成果输出：将文件保存或打印输出计算成果。

• 数据处理中基线不合格,重新设置历元间隔和高度截止角的原则？

  （1）历元间隔的设置原则

  ①同步观测时间较短时,可缩小历元间隔,反之,应增加历元间隔；

  ②数据周跳较多时,要增加历元间隔,跳过中断的数据继续解算。

  （2）高度截止角的设置原则

  ①当卫星数目足够多时,增加高度截止角,屏蔽低空卫星数据参与解算;

  ②当卫星数目不多时,降低高度截止角,让更多的卫星数据参与解算。

  GPS可以应用在哪些方面？

  军事用途：为其海、陆、空三个领域提供实时、全天候和全球性导航,并应用于情报搜索、导弹制导、核爆监测等。

  民用行业：对GPS应用开发后：已广泛应用于导航、定位、地球物理研究等行业,为地理信息系统、数字地球、数字城市、全球环境、自然灾害遥感等的实时监测的提供了技术支持。

  测绘行业中的应用：测量全球性的地球动态参数和全国性的大地测量控制网；建立陆地、海洋大地测量基准和海洋测量；监测现代板块运动状态和地震信息；测定航空摄影相机的瞬时位置；进行工程测量(课程研究的主要对象)等。GPS技术已渗透到测绘行业的各个技术领域,导致测绘行业一场深刻的技术革命。

  其他：精细农业；遥感；卫星定轨；资源勘探；旅游探险

  春分点 ：当太阳在黄道上从天球南半球向北半球运行时,黄道与天球赤道的交点(从北向南的交点为秋分点)。

  真近点角:在轨道平面上卫星与近地点所对应地心夹角。

  升交点赤经: Ω 升交点与春分点所对应的地心夹角称升交点赤经。

  近地点角距：ω 在轨道平面上近地点与升交点所对应的地心夹角。

  卫星无摄运动：假设地球为匀质球体,其质量集中于球体的中心,这时由地球引力所决定的卫星运动,称为无摄运动。

  卫星星历: 描述卫星运行轨道和状态的各种参数值,是计算卫星瞬时位置的依据,实质就是赋值后的轨道参数。

  广播星历:由接收导航电文获得的卫星星历,也称作预报星历。

  导航电文：是利用GPS进行定位和导航的数据基础,包含卫星星历、时钟改正、电离层延迟改正、卫星工作状态信息以及由C/A码捕获P码信息等。

  伪距:由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得到的站星距离。

  伪距测量:通过测定测距码得到站星距离的方法。

  载波相位测量： 把测定载波传播的时间t,转化为测定载波传播过程中经历的相位移Φ,通过时间和相位移之间的关系,最终达到测距目的。

  绝对定位:又称单点定位,确定待定点在WGS-84坐标系中的绝对位置。

  相对定位:定位时,采用2台或2台以上接收机,同步观测相同的GPS卫星,确定接收机天线之间的相对位置。

  基线:两测量点之间的连线,在此2点上同步接收相同的GPS卫星信号,并采集其观测数据。

  观测时段:测站上开始接收卫星信号到观测停止,连续工作的时间段。

  同步观测:两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行的观测。

  同步观测环:三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量构成的闭合环,简称同步环。

  异步观测环:在构成多边形环路的所有基线中,只要有非同步观测基线向量,则该多边形环路叫异步观测环,简称异步环。

  独立观测环: 由非同步观测获得的基线向量构成的闭合环。

1.2天文学概述（一）

1.3天文学概述（二）

1、【单选题】全天星空按照北半球春分、夏至、秋分以及冬至太阳在天球上的投影位置可依次划分为（ ）

26、【单选题】全天星空按照北半球春分、夏至、秋分以及冬至太阳在天球上的投影位置可依次划分为（ ）

8、【多选题】下列关于天体视运动说法正确的是（ ）
    D、每天同一时刻月亮的位置逐日东移是天体周年视运动的表现

9、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周日视运动说法正确的是（ ）
    B、每日天体的地平坐标与时角坐标随着天体向西的视运动,与时俱增
    C、地平坐标系的方位流失不均匀,时角坐标系的时角值流逝均匀
    D、地球不同经度地区,对应始圈不同,同一时刻天体在不同地区的地平坐标与时角坐标也不同

7、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周年视运动说法正确的是（ ）
    B、恒星没有明显的周年视运动,太阳系天体有明显的周年视运动
    C、天体赤道坐标与黄道坐标表示的是从地球上观测天体在天球上的投影位置, 与地球自转无关,一天内的变化很小
    D、太阳系天体沿黄道的周年视运动会导致天体的黄经和赤经“与日俱增”

3.10小结及章节测验

50、【多选题】下列关于天体视运动说法正确的是（ ）
    D、每天同一时刻月亮的位置逐日东移是天体周年视运动的表现

55、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周日视运动说法正确的是（ ）
    B、每日天体的地平坐标与时角坐标随着天体向西的视运动,与时俱增
    C、地平坐标系的方位流失不均匀,时角坐标系的时角值流逝均匀
    D、地球不同经度地区,对应始圈不同,同一时刻天体在不同地区的地平坐标与时角坐标也不同

56、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周年视运动说法正确的是（ ）
    B、恒星没有明显的周年视运动,太阳系天体有明显的周年视运动
    C、天体赤道坐标与黄道坐标表示的是从地球上观测天体在天球上的投影位置, 与地球自转无关,一天内的变化很小
    D、太阳系天体沿黄道的周年视运动会导致天体的黄经和赤经“与日俱增”

4、【单选题】下列关于折射望远镜说法不正确的是（ ）
    B、折射望远镜的物镜和目镜是凸透镜和凸透镜的组合,也可能是凸透镜和凹透镜的组合,前者成正像,后者成倒像
    C、折射望远镜的重量和造价随口径快速上升,世界最大的折射望远镜的口径约1.02m

8、【多选题】下列关于折反射望远镜的说法正确的是（ ）
    A、折反射望远镜相对于反射望远镜在反射镜的远端加装了改正透镜
    B、施卡式和马卡式等混合式望远镜的出现解决了典型折反射望远镜不能目视的问题
    C、马卡式采样的双面弯月形改正镜,制造工艺难度较大,不可制作大口径望远镜
    D、施卡式采用的单面波浪形改正镜,制造工艺难度较小,可用于制作大口径望远镜

2、【单选题】天文望远镜的极轴调整的主要目的是（ ）

4.12小结及章节测验

16、【单选题】下列关于折射望远镜说法不正确的是（ ）
    B、折射望远镜的物镜和目镜是凸透镜和凸透镜的组合,也可能是凸透镜和凹透镜的组合,前者成正像,后者成倒像
    C、折射望远镜的重量和造价随口径快速上升,世界最大的折射望远镜的口径约1.02m

22、【单选题】天文望远镜的极轴调整的主要目的是（ ）

45、【多选题】下列关于折反射望远镜的说法正确的是（ ）
    A、折反射望远镜相对于反射望远镜在反射镜的远端加装了改正透镜
    B、施卡式和马卡式等混合式望远镜的出现解决了典型折反射望远镜不能目视的问题
    C、马卡式采样的双面弯月形改正镜,制造工艺难度较大,不可制作大口径望远镜
    D、施卡式采用的单面波浪形改正镜,制造工艺难度较小,可用于制作大口径望远镜

5.17小结及章节测验

6.35.2 太阳系：天体分类

6.45.3 太阳系：运动演化

6.16小结及章节测验

3、【多选题】下列关于月球地质说法正确的是( )

7、【多选题】下列关于月球说法正确的是( )

16、【多选题】下列关于月球说法正确的是( )

5、【多选题】下列关于恒星视差与光行差说法正确的是()
    A、恒星的周年视差通常导致恒星投影位置沿年视差椭圆的半径方向偏离平均位置
    B、恒星的光行差通常导致恒星投影位置沿年视差椭圆的切向方向偏离平均位置

23、【多选题】下列关于恒星视差与光行差说法正确的是()
    A、恒星的周年视差通常导致恒星投影位置沿年视差椭圆的半径方向偏离平均位置
    B、恒星的光行差通常导致恒星投影位置沿年视差椭圆的切向方向偏离平均位置

12、【多选题】下列关于昼长与正午太阳高度的空间变化规律说法正确是( )
    A、昼长变化以赤道为中心,向两侧呈现翘翘板似的匀速增长与递减
    B、正午太阳高度变化以直射点为中心,向两侧呈现翘翘板似的加速增长与递减
    D、正午太阳高度以直射点为中心,向两侧呈现对称式匀速增长与递减

5、【多选题】地球现有轨道参数配置下( )
    A、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在北半球是抵消的
    B、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在北半球是叠加的
    C、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在南半球是抵消的
    D、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在南半球是叠加的

6、【多选题】下列关于地外行星天象说法正确的是( )
    B、地外行星的大冲是其位于近日点附近,而地球处于远日点附近时
    C、地外行星的小冲是其位于远日点附近,而地球处于近日点附近时

6、【多选题】下列关于日月食持续时间正确的是( )

4、【多选题】下列关于日月食限说法正确的是( )
    B、月食限是地本影轮与日轮相切时,黄白交点到地本影轮的黄经差
    D、月食限是地本影轮与月轮相切时,黄白交点到地本影轮的黄经差

3、【多选题】下列关于北半球夏半年天体视运动说法正确的是( )
    B、夜间黄道在赤道下,黄道上的黄道星座的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    C、夜间黄道在赤道下,黄道上的行星的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    D、夜间黄道在赤道下,黄道上的月球的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南

4、【多选题】下列关于北半球冬半年天体视运动说法正确的是( )
    B、夜间黄道在赤道上,黄道上的黄道星座的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    C、夜间黄道在赤道上,黄道上的行星的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    D、夜间黄道在赤道上,黄道上的月球的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南

9.22小结及章节测验

94、【多选题】下列关于昼长与正午太阳高度的空间变化规律说法正确是( )
    A、昼长变化以赤道为中心,向两侧呈现翘翘板似的匀速增长与递减
    B、正午太阳高度变化以直射点为中心,向两侧呈现翘翘板似的加速增长与递减
    D、正午太阳高度以直射点为中心,向两侧呈现对称式加速增长与递减

96、【多选题】地球现有轨道参数配置下( )
    A、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在北半球是抵消的
    B、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在北半球是叠加的
    C、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在南半球是抵消的
    D、黄赤夹角和偏心率导致热量在季节上的分配在南半球是叠加的

102、【多选题】下列关于地外行星天象说法正确的是( )
    B、地外行星的大冲是其位于近日点附近,而地球处于远日点附近时
    C、地外行星的小冲是其位于远日点附近,而地球处于近日点附近时

123、【多选题】下列关于日月食持续时间正确的是( )

126、【多选题】下列关于日月食限说法正确的是( )
    B、月食限是地本影轮与日轮相切时,黄白交点到地本影轮的黄经差
    D、月食限是地本影轮与月轮相切时,黄白交点到地本影轮的黄经差

136、【多选题】下列关于北半球夏半年天体视运动说法正确的是( )
    B、夜间黄道在赤道下,黄道上的黄道星座的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    C、白天黄道在赤道下,黄道上的太阳的赤纬为负,中天高度低,出没方位偏南
    D、夜间黄道在赤道上,黄道上的月球的赤纬为正,中天高度高,出没方位偏北

137、【多选题】下列关于北半球冬半年天体视运动说法正确的是( )
    B、夜间黄道在赤道上,黄道上的黄道星座的赤纬为正,中天高度高,出没方位偏北
    C、夜间黄道在赤道上,黄道上的行星的赤纬为正,中天高度高,出没方位偏北
    D、夜间黄道在赤道上,黄道上的月球的赤纬为正,中天高度高,出没方位偏北

10.10小结及章节测验

11.11小结及章节测验

10、【单选题】全天星空按照北半球春分、夏至、秋分以及冬至太阳在天球上的投影位置可依次划分为（ ）

114、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周日视运动说法正确的是（ ）
    B、每日天体的地平坐标与时角坐标随着天体向西的视运动,与时俱增
    C、地平坐标系的方位流失不均匀,时角坐标系的时角值流逝均匀
    D、地球不同经度地区,对应始圈不同,同一时刻天体在不同地区的地平坐标与时角坐标也不同

115、【多选题】下列关于天球坐标系与天体周年视运动说法正确的是（ ）
    B、恒星没有明显的周年视运动,太阳系天体有明显的周年视运动
    C、天体赤道坐标与黄道坐标表示的是从地球上观测天体在天球上的投影位置, 与地球自转无关,一天内的变化很小
    D、太阳系天体沿黄道的周年视运动会导致天体的黄经和赤经“与日俱增”

139、【多选题】下列关于昼长与正午太阳高度的空间变化规律说法正确是( )
    A、昼长变化以赤道为中心,向两侧呈现翘翘板似的匀速增长与递减
    B、正午太阳高度变化以直射点为中心,向两侧呈现翘翘板似的加速增长与递减
    D、正午太阳高度以直射点为中心,向两侧呈现对称式加速增长与递减