武汉大学GPS原理期末试卷及答案解析

"武汉大学《GPS原理及其应用》04-15历年期末考试试卷包含了GPS系统的构成、信号组成、信号调制方法、误差分析、观测技术等多个方面的知识，涉及GPS定位的基础理论与实践应用。试卷包括填空题、单项选择题和名词解释等题型，旨在测试学生对GPS原理及其实用技能的掌握程度。" 本文将详细阐述试卷中提及的GPS相关知识点： 1. GPS系统构成：全球定位系统由空间部分（GPS卫星）、地面监控部分（包括主控站、监测站、注入站和通信及辅助系统）和用户部分组成。地面监控部分负责监测卫星运行状态，确保信号精确传输。 2. GPS卫星信号：信号包含载波、测距码（如C/A码和P码）以及导航电文。这些信号用于计算接收机到卫星的距离，并获取卫星位置和时间信息。 3. 信号调制：GPS卫星采用二进制相位调制法，这是一种高效的数据传输方式，允许在有限的频谱资源上传输大量信息。 4. 电离层延迟：测码伪距观测值受电离层的影响，电离层中的电子含量（TEC）会导致信号传播延迟，且延迟与信号频率平方成反比。 5. 序贯通道：在接收机中，这种通道设计能快速切换观测不同卫星，循环时间大于20ms，有助于提高观测效率和精度。 6. 钟差消除与整周模糊度解算：通过接收机间的观测值求差，可以消除卫星钟差、相对钟差和整周模糊度，从而提高定位精度。 7. 单项选择题解析： - GPS卫星发射双频率信号主要是为了消除电离层延迟（B），不同频率的信号在电离层中的延迟不同，可以进行校正。 - 宽巷观测值（widelane）的目的是便于确定整周模糊度（C），有利于提高定位精度。 - 未经许可的用户不能使用Y码（D）测定距离，Y码是一种加密的信号，主要用于军事用途。 - 利用广播星历进行单点定位得到的坐标通常属于WGS-84（C）全球地心坐标系。 - 在短基线测量中，通常采用双差固定解（C）以减少系统误差并提高定位精度。 8. 名词解释： - 整周跳变：在载波相位测量中，由于信号中断导致整周计数丢失的现象，这会影响观测值的连续性和准确性，需要通过特殊算法进行修正。 以上内容涵盖了GPS系统的基本工作原理、信号处理、误差修正和精密定位技术，这些都是GPS应用领域的核心知识。通过学习和理解这些概念，可以更好地理解和应用GPS技术于实际的导航、测绘和科学研究中。