发布时间 : 星期三 文章《GPS原理及其应用》习题集更新完毕开始阅读47fe0dc54028915f804dc2c9
第二步：将瞬时平天球坐标系转换为瞬时天球坐标系。二者差别由地球自转轴的章动现象引起。
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?Y??Y??R(?????)R(???)R(?) XZX??????? ?Z?c(t)?Z??M(t)
瞬时天球坐标系 瞬时平天球坐标系
岁差旋转和章动旋转实现了（历元）平天球坐标系向瞬时极（真）天球坐标系的转换。
12、为什么要进行极移旋转?怎样进行极移旋转?
因为地球自转轴相对地球体的位置并不是固定的，因而地极点在地球表面的位置是随时间而变化的，这种现象叫做极移。因为极移现象主要引起了地球瞬时坐标，相对协议地球坐标系发生旋转，要将瞬时极（真）地球坐标系转换为协议（平）地球坐标系，就要进行极移旋转。
瞬时极地球坐标系与协议地球坐标系的关系
?X??X?
? ?? ? Y ? R ( ? X ) R ( Y ) Y 瞬时
YpXp????协议
?Z??Z?????et em
13试写出由大地坐标到地心空间直角坐标的变换过程。
X?(N?H)cosBcosLY?(N?H)cosBsinL2Z??N(1?e)?H???sinB??a2??N?2?H?sinBb??N? a21?e2sinB 22a?ba?b22f?e??2f?f2a a
?Y?L?arctan???X???Z(N?H)?B?arctan??(X2?Y2)[N(1?e?)?H]???ZH??N?1?e2?sinB
14、综述由(历元)平天球坐标系到协议地球坐标系的变换过程。
（历元）平天球坐标系通过岁差旋转和章动旋转转化为瞬时极（真）天球坐标系，再通过旋转真春分点时角，转化为瞬时极（真）地球坐标系，最后通过极移旋转，最终转化为协议（平）地球坐标系。
15、简述恒星时、真太阳时与平太阳时的定义。
恒星时——以春分点为参考点，有春分点的周日视运动所定义的时间成为恒星时。 真太阳时——真太阳视圆面中心的时角加12小时。因为真太阳时是观测太阳视圆面中
心得到的，所以真太阳时也称为视太阳时，简称视时。
平太阳时——假设一个参考点的视运动速度等于真太阳周年运动平均速度，且其在天
球赤道上作周年视运动，这个参考点称为平太阳。平太阳连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一平太阳日， 1/24平太阳日取为1平太阳时。
16、在GPS 定位测量，具有重要意义的时间系统主要有哪三种？ 恒星时、力学时和原子时。
第三章 卫星运动基础及GPS卫星的坐标计算
1、试述描述GPS卫正常轨道运动的开普勒三大定律。 开普勒三大定律：
1）卫星运行的轨道是一个椭圆，而该椭圆的一个焦点与地球的质心重合；
2）卫星的地心向径，在相同的时间内所扫过的面积相等；卫星在近地点处速度最大，远地点最小。
3）卫星运行周期的平方与轨道椭圆长半径的立方之比为一常量。
2、试画图并用文字说明开普勒轨道6参数。 a：椭圆轨道的长半径 e：椭圆轨道的偏心率
i：椭圆轨道平面的倾角（轨道平面与地球赤道面的夹角） Ω：升交点的赤经
?：椭圆轨道近地点角距
f ：卫星的真近点角(与时间T有关)，卫星与 近地点之间的地心角距。
3、简述地球人造卫星轨道运动所受到的各种摄动力。 卫星在运行中，除主要收到地球中心引力 的作用以外，还将受到以下各种摄动力的影响。如：地球体的非球体及其质量分布不均匀而引起的作用了，即地球的非中心引力；太阳的引力和月球的引力；太阳的直接和间接辐射压力；大气的阻力；地球潮汐的作用力；磁力等。
4、地球引力场摄动力对卫星的轨道运动有什么影响? ①引起轨道平面在空间的旋转。 ②引起近地点在轨道面内旋转。 ③引起平近点角的变化。
5、日、月引力对卫星的轨道运动有什么影响? 日月引力对卫星轨道的影响，是有太阳和月亮的质量，对卫星所产生的引力加速度而产生的。日月引力的影响还会产生潮汐现象，而地球的潮汐现象也将影响卫星的运动。
6、简述太阳光压产生的摄动力加速度，并说明它对卫星轨道运动有何影响?
太阳光压对GPS卫星产生的摄动力加速度，约为10m/s量级，由此将使卫星轨道，在3小时的弧段上产生5m—10m 的偏差。所以，在这一轨道偏差，对于基线大于50千米的精度相对定位，一般也是不能忽视的。
7、综述考虑摄动力影响的GPS卫星轨道参数。
Δn为平近地点角改正值；升交点赤经变化率；轨道平面倾角变化率； Cus、Cuc为纬度幅角的正、余弦调和改正项振幅；Cis、Cic为轨道正面倾角的正、余弦调和改正项振幅；Crs、Crc为轨道半径的正、 余弦调和改正项振幅。
8、试写出计算GPS卫星瞬时位置的步骤。 见作业纸
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第四章、GPS卫星的导航电文和卫星信号
1、名词解释：
码——表达不同信息的二进制数及其组合
码元(比特)——码的度量单位，一位二进制数称1码元或1比特。
数码率——二进制数字化信息的传输中，每秒传输的比特数，单位为BPS (bit/s)。 自相关系数——将随机噪声码序列u(t)平移k个码元，获得具有相同结构的新的码序列u(t)。
比较这两个码序列，假定它们的对应码元中，码值（0或1）相同的码元个数为Su，而码元相异的码元个数为Du，那么两者之差Su-Du与两者之和Su+Du（即码元总数）的比值，即定义为随机噪声码序列的自相关函数
信号调制——为了减少在传输时的耗损，人们一般是先对传输信号进行特殊处理，然
后再传递。把原始的待传信号托附到高频振荡的过程称为调制，调制技术主要用来将模拟或数字信号转换成特殊的模拟信号。
信号解调——从已调信号中恢复出原调制信号的过程。
遥测字——位于各子帧的开头，是捕获导航电文的前导。其中所含的同步信号，为各子帧提
供一个同步的起点，是用户便于解译电文数据。
交接字——紧接着各子帧开头的遥测字，主要是向用户提供用于捕获P码的Z计数。 数据龄期——表示基准时间和最近一次更新星历数据的时间之差。主要是用于评价钟改正数
的可信程度。
时延差改正——第7字码的第17—24比特表示载波L1、L2的电离层时延差改正Tgd。当
使用单频接收机时，用Tgd改正所观测的结果，以减小电离层效应影响提高定位精度；当采用双频接收机时，就不必要采用这个时延差改正。
传输参数
2、试说明什么是随机噪声码?什么是伪随机噪声码?
随机噪声码：码元幅度的取值完全无规律的码序列，也称随机码序列。 伪随机噪声码：具有随机序列特性的非随机序列为伪随机序列。不仅具有类似随机噪声码的良好自相关特性，而且具有确定的编码规则，周期性的且易复制。
3、C/A码和P码是怎样产生的?
C/A码：2个10级反馈移位寄存器相组合产生，码长Nu=1010-1=1023。 P码：2组各有2个12级反馈移位寄存器构成，码长Nu=2.35X1014。
4、试述C/A码和P码的特点。
C/A码的码长易于捕获，且通过C/A码提供的信息，又可方便的捕获P码。C/A码的码元宽度较大。假设两个序列的码元对齐误差，为码元宽度的1/100，则相应的测距误差达2.9m，以因此也称粗码。
P码的码长较长，无法采用C/A码逐个进行搜索。一般都是先捕获C/A码，然后根据导航电文中给出的有关信息，捕获P码。由于P码的码元宽度为C/A码的1/10，若取码元的对齐精度仍为码元宽度的1/100，则由此引起的相应距离误差为0.29m，仅为C/A码的1/10。所以P码定位精度高，故也称为精码。
5、试述伪随机噪声码测距原理。
在某一瞬间利用GPS接收机同时测定至少四颗卫星的伪距，根据已知的卫星位置和伪距观测值，采用距离交会法求出接收机的三维坐标和时钟改正数。伪距定位法定一次位的精度并不高，但定位速度快，经几小时的定位也可达米级的若再增加观测时间，精度还可以提高。
6、什么是导航电文？
包含有关卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航信息的数据码（D码）。
7、试述导航电文的组成格式。
导航电文是二进制码，依规定格式组成，按帧向外播送。每帧电文含有1500比特，5个子帧，每个子帧分别含有10个字，每个字30比特，故每一子帧共含300比特，其持续播