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2023电力行业多旋翼无人机竞赛
10,025
单选题

GPS系统定位过程中,以下( )参数为已知参数。

A
飞行器与卫星的距离
B
卫星信号到达飞行器的时间
C
用户时钟与原子钟的时钟差
D
卫星位置

答案解析

正确答案:D

解析:

**解析:** GPS(全球定位系统)的基本定位原理是通过测量用户接收机与多颗卫星之间的距离,利用空间后方交会的方法确定用户的位置。在这个过程中,我们需要区分“已知量”和“待求量”。 1. **关于选项 D(卫星位置):** GPS 卫星在太空中按照预定的轨道运行,其轨道参数由地面监控站精确测定并上传至卫星。卫星通过导航电文向用户广播这些星历数据(Ephemeris)。用户接收机接收到信号后,可以根据发射时间和星历参数计算出信号发射时刻卫星在空间中的精确坐标 $(X_s, Y_s, Z_s)$。因此,在定位解算方程中,**卫星位置是已知参数**。 2. **关于选项 A(飞行器与卫星的距离):** 这是定位的核心目标之一,或者是通过测量伪距来推导的量。我们实际上测量的是信号传播时间乘以光速得到的“伪距”,其中包含了误差。真正的几何距离是未知的,需要通过解算得出用户位置后才能确定,或者作为中间变量参与解算,它不是直接已知的固定参数。 3. **关于选项 B(卫星信号到达飞行器的时间):** 接收机可以记录信号到达的本地时间,但由于接收机时钟通常不是高精度的原子钟,且存在时钟偏差,这个“到达时间”本身不能直接用于精确计算距离,必须结合卫星发射时间和时钟修正参数进行解算。更重要的是,定位方程中需要的是“信号传播时间”或由此导出的距离,而单纯的到达时间点并不是直接作为已知常数代入定位公式的最终形态,它依赖于时钟同步问题的解决。 4. **关于选项 C(用户时钟与原子钟的时钟差):** GPS 卫星搭载的是高精度原子钟,而用户接收机使用的是普通的石英钟,两者之间存在时钟差(接收机钟差)。这个钟差是未知的,并且会严重影响测距精度。在标准的 GPS 定位模型中,为了消除这个误差的影响,通常需要将**接收机钟差**作为一个额外的未知数进行解算(这也是为什么至少需要 4 颗卫星才能进行三维定位的原因:3 个位置坐标 + 1 个钟差)。因此,它是**未知参数**。 **总结:** 在 GPS 定位解算方程中: * **已知量**:卫星的位置坐标、卫星钟差(通过导航电文修正)、光速等。 * **未知量**:用户的三维坐标 $(x, y, z)$、用户接收机的钟差 $\delta t_u$。 因此,正确答案是 **D**。

相关知识点:

GPS系统中卫星位置已知

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