GPS基本工作原理及基本常识

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gps导航工作原理

gps导航工作原理

gps导航工作原理GPS导航是一种利用全球定位系统(GPS)进行导航的系统。

通过接收来自卫星的信号,系统能够计算出用户的当前位置并提供准确的导航指引。

GPS导航的工作原理如下:1. 卫星发送信号:全球定位系统由数十颗绕地球轨道运行的卫星组成。

这些卫星会周期性地发送信号,其中包含有关卫星位置和时间的信息。

2. 接收器接收信号:用户的GPS接收器(例如汽车上的导航设备或手机上的导航应用程序)接收到卫星发出的信号。

至少需要接收到3颗卫星的信号才能进行最基本的位置计算,而对于更准确的定位则需要接收到4颗或更多卫星的信号。

3. 信号计算:GPS接收器利用接收到的卫星信号,计算出用户的当前位置。

这个计算是通过测量信号从卫星到接收器的传播时间来进行的。

由于光速是已知的,接收器可以通过测量信号的传播时间和卫星发射信号的时间来计算出用户与卫星之间的距离。

4. 位置计算:一旦接收器知道了与几颗卫星之间的距离,它就可以使用三角定位原理来计算出用户的精确位置。

具体来说,接收器利用接收到的信号来计算出与每颗卫星之间的距离,并将这些距离作为一个三角形的边长。

然后,通过比较这些距离和卫星位置的几何关系,接收器可以确定用户的位置。

5. 导航指引:一旦用户的当前位置被确定,GPS接收器可以根据预先加载的地图数据和用户提供的目的地,计算并提供导航指引。

根据用户的位置和目的地,系统可以计算出最佳的路径,并提供文字或声音指示,引导用户按照正确的方向前进。

值得注意的是,GPS导航系统的准确性和性能可能会受到一些因素的影响,例如地形、建筑物、天气条件和电磁干扰等。

因此,在使用GPS导航时,用户应该保持适当的警惕,并结合实际情况进行导航。

GPS_百度百科

GPS_百度百科

GPS_百度百科一、GPS的基本概念和原理GPS,全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一种基于卫星导航系统的定位技术。

它由一系列的卫星、地面控制站和用户设备组成,能够准确测量地球上任意点的位置坐标,并提供导航、定位等功能。

GPS的原理主要基于三个方面:卫星发射的信号、接收器接收的信号和测量时间。

首先,GPS系统中有24颗卫星(包括备用卫星),它们通过人造卫星轨道在地球上的分布。

这些卫星以恒定速度绕地球旋转,每颗卫星每天都会固定几次跟踪站的位置,并通过无线电信号发送卫星的位置信息。

其次,GPS接收器位于地面或者其他移动设备中,用来接收卫星发射的信号。

接收器会接收到至少四颗卫星的信号,并通过测量信号的传播时间来计算接收器到每颗卫星的距离。

通过将这些距离进行三角测量,GPS接收器能够确定接收器所在的位置。

最后,GPS接收器需要测量时间来确定信号传播的速度,并精确计算出定位信息。

GPS接收器内置一个高精度的原子钟,用来测量信号传播的时间。

接收器通过比较卫星发射信号的时间和它接收到信号的时间差来计算信号的传播时间,从而得出定位信息。

二、GPS的应用领域GPS的应用广泛,涵盖了几乎所有与位置有关的领域。

下面简要介绍几个主要的GPS应用领域:1.车辆导航和交通管理:GPS可以实时导航汽车、飞机等交通工具,提供最佳路线和交通信息,并帮助交通管理部门监控交通流量和疏导交通。

2.航海和航空:GPS已经成为航海和航空领域的重要工具,可用于船舶和飞机的导航定位、航线规划等。

3.军事应用:GPS最初是作为军事导航系统而研发的,现在仍广泛应用于军事领域,用于战术导航、目标定位、军事通信等。

4.地质勘探和测绘:GPS能够提供高精度的地球表面位置坐标,因此在地质勘探、测绘和地质灾害预警等方面有重要应用。

5.环境监测和气象预测:GPS可以用于监测大气湿度、气压和大气延迟等数据,从而提供准确的气象预测和环境监测。

GPS定位原理和简单公式

GPS定位原理和简单公式

GPS定位原理和简单公式GPS是全球定位系统的缩写,是一种通过卫星系统来测量和确定地球上的物体位置的技术。

它利用一组卫星围绕地球轨道运行,通过接收来自卫星的信号来确定接收器(GPS设备)的位置、速度和时间等信息。

GPS定位原理基于三角测量原理和时间测量原理。

1.三角测量原理:GPS定位主要是通过测量接收器与卫星之间的距离来确定接收器的位置。

GPS接收器接收到至少4颗卫星的信号,通过测量信号的传播时间得知信号的传播距离,进而利用三角测量原理计算出接收器的位置。

2.时间测量原理:GPS系统中的每颗卫星都具有一个高精度的原子钟,接收器通过接收卫星信号中的时间信息,利用接收时间和发送时间之间的差值,计算出信号传播的时间,从而进一步计算出接收器与卫星之间的距离。

简单的GPS定位公式:1.距离计算公式:GPS接收器与卫星之间的距离可以通过测量信号传播时间得到。

假设接收器与卫星之间的距离为r,光速为c,传播时间为t,则有r=c×t。

2.三角测量公式:GPS定位是通过测量与至少4颗卫星的距离,来计算接收器的位置。

设接收器的位置为(x,y,z),卫星的位置为(x_i,y_i,z_i),与卫星的距离为r_i,根据三角测量原理,可得到以下方程:(x-x_1)^2+(y-y_1)^2+(z-z_1)^2=r_1^2(x-x_2)^2+(y-y_2)^2+(z-z_2)^2=r_2^2...(x-x_n)^2+(y-y_n)^2+(z-z_n)^2=r_n^2这是一个非线性方程组,可以通过迭代方法求解,求得接收器的位置。

3.定位算法:GPS定位一般使用最小二乘法来进行计算。

最小二乘法是一种数学优化方法,用于最小化误差的平方和。

在GPS定位中,通过最小化测量距离与计算距离之间的差值的平方和,来确定接收器的位置。

总结:GPS定位原理基于三角测量和时间测量原理,通过测量接收器与卫星之间的距离,利用三角测量公式和最小二乘法来计算接收器的位置。

GPS导航原理

GPS导航原理

GPS导航原理GPS导航是如今广泛应用于汽车、船舶和飞机等交通工具中的一种导航系统。

它通过利用地球上的卫星系统,能够提供精准的位置和导航信息。

本文将介绍GPS导航的原理和工作方式。

一、GPS导航的原理GPS,即全球定位系统(Global Positioning System),由一系列的卫星、地面控制站和用户接收器组成。

GPS导航的原理是基于三角测量原理,通过测量用户接收器与多颗卫星之间的距离来确定其位置。

1.卫星发射信号GPS系统中的卫星向地面发送无线电信号,包含卫星的精确位置和时间信息。

这些信号以无线电波的形式传播,并且以相对准确的速度(299,792,458米/秒)传输。

用户接收器接收到这些信号后,将利用其中的信息进行计算和定位。

2.接收器接收信号用户接收器是GPS导航系统的核心。

它接收到来自多颗卫星的信号,并将其转化为可供计算的数据。

用户接收器通常由天线、接收芯片和计算机处理器组成。

天线用于接收卫星信号,接收芯片负责解码信号,并将其转换为数据,而计算机处理器负责计算位置和给出导航指令。

3.测量距离接收器通过测量从多颗卫星接收到信号所需的时间,并根据信号传播的速度计算出与每颗卫星之间的距离。

由于信号的传播速度非常快,计算机处理器可以准确地计算出用户接收器与每个卫星的距离。

4.三角测量定位根据测量到的距离信息,用户接收器可以使用三角测量原理来确定自身的位置。

通过与至少三颗卫星的距离计算,用户接收器可以确定自己位于三个测量线的交点上。

而四颗或更多卫星的距离测量,可以提供更高精度的定位。

二、GPS导航的工作方式GPS导航系统基于原理的工作方式如下:1.定位计算用户接收器通过测量与多颗卫星的距离并进行三角测量,计算出自身的位置。

这个过程需要至少测量三颗卫星的距离来确定自身位置,并尽量测量更多卫星的距离以提高定位精度。

2.时间同步GPS导航系统通过卫星传输精确的时间信息,用户接收器利用这个时间信息与卫星信号的传输时间计算距离。

gps卫星定位系统工作原理

gps卫星定位系统工作原理

gps卫星定位系统工作原理
GPS卫星定位系统工作原理如下:
1. GPS卫星发射信号:GPS卫星通过地面控制站向空中发射
无线电信号,信号包含时间信息和卫星的位置信息。

2. 接收信号:GPS接收器收到GPS卫星发射的信号,通常会
接收到来自多颗卫星的信号。

3. 三角定位原理:GPS接收器通过接收多颗卫星的信号,利
用三角定位原理计算自身的位置。

接收器会测量信号的传播时间,因为光在真空中传播的速度是已知的,所以通过测量时间可以计算出信号的传播距离。

4. 定位计算:GPS接收器通过接收到的多颗卫星信号,将自
身的位置坐标与卫星的位置信息进行计算和比对,从而确定自身的准确位置。

5. 误差修正:GPS系统中存在许多误差因素,例如大气影响、钟差等。

GPS接收器会校正这些误差,以提高定位的准确性。

6. 定位结果输出:GPS接收器将计算出的准确位置信息输出
给用户,用户可以通过显示屏等方式查看自身的位置坐标、速度等相关信息。

总的来说,GPS卫星定位系统的工作原理是通过接收多颗卫
星发射的信号,并通过三角定位原理计算自身的位置,再校正误差以提高定位的准确性,最后将定位结果输出给用户。

《GPS 组成及其工作原理》 讲义

《GPS 组成及其工作原理》 讲义

《GPS 组成及其工作原理》讲义一、GPS 系统简介全球定位系统(Global Positioning System,简称 GPS)是一种基于卫星的导航系统,它能够为全球范围内的用户提供精确的位置、速度和时间信息。

GPS 系统最初是由美国国防部开发的,如今已经广泛应用于民用领域,如汽车导航、手机定位、航空航海等。

二、GPS 系统的组成GPS 系统主要由三大部分组成:空间部分、地面控制部分和用户设备部分。

1、空间部分GPS 卫星星座是空间部分的核心,由 24 颗卫星组成,其中 21 颗工作卫星,3 颗备用卫星。

这些卫星分布在 6 个轨道平面上,轨道倾角为55 度,平均高度约为 20200 千米,运行周期约为 11 小时 58 分钟。

每颗卫星都持续向地面发送包含其位置、时间和其他相关信息的无线电信号。

2、地面控制部分地面控制部分包括一个主控站、五个监测站和三个注入站。

主控站位于美国科罗拉多州的猎鹰空军基地,它负责收集、处理和分析来自监测站的数据,并计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将这些信息发送给注入站。

监测站分布在美国本土及海外的一些地区,它们负责监测卫星的运行状态,并将数据发送给主控站。

注入站则负责将主控站计算出的卫星导航信息注入到卫星中,以确保卫星能够准确地发送导航信号。

3、用户设备部分用户设备部分是指各种能够接收和处理 GPS 信号的设备,如车载导航仪、手持 GPS 接收机、手机内置的 GPS 模块等。

用户设备通过接收来自多颗卫星的信号,并根据这些信号计算出自己的位置、速度和时间等信息。

三、GPS 工作原理GPS 系统的工作原理基于三角测量原理。

用户设备通过接收来自至少四颗卫星的信号,测量这些信号的传播时间,从而计算出自己与每颗卫星之间的距离。

由于卫星的位置是已知的,通过测量与多颗卫星的距离,用户设备就可以利用三角测量的方法确定自己在地球上的位置。

具体来说,GPS 信号是一种包含卫星位置、时间和其他相关信息的无线电波。

GPS系统应用基础必学知识点

GPS系统应用基础必学知识点

GPS系统应用基础必学知识点1. GPS的原理:GPS系统由一组在地球上运行的卫星和接收器组成。

卫星传输位置和时间信息,接收器收集卫星信号并计算接收器与卫星之间的距离,进而确定接收器的位置。

2. GPS的基本结构:GPS系统由24颗工作卫星、地球上的控制站和用户接收器组成。

每颗卫星都维持精确的轨道,通过射频信号与控制站保持通信。

3. GPS的工作原理:GPS接收器通过接收来自至少4颗卫星的信号,并计算出与每颗卫星的距离,利用三角测量原理确定接收器的位置。

接收器还通过测量信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。

4. GPS的定位精度:GPS的定位精度取决于接收器的技术水平和接收到的卫星数量。

较高级别的GPS接收器通常具有更高的精度,同时接收到的卫星数量也影响精度。

5. GPS的应用:GPS系统广泛应用于航空导航、车辆定位、地理信息系统(GIS)、户外活动、勘测和地图制作等领域。

它还被用于船舶导航、农业、气象预报和科学研究等领域。

6. GPS接收器的选择:在选择GPS接收器时,需要考虑接收器的性能、价格和所需的功能。

接收器可以有不同的定位精度、屏幕大小、电池寿命和导航功能等。

7. GPS错误和修正:GPS定位可能受到信号阻塞、多径效应、大气延迟等因素的影响,导致定位误差。

为了减少这些误差,需要进行误差修正,如差分GPS技术和增强型GPS技术。

8. GPS的未来发展:GPS技术在不断发展,包括提高精度、增加卫星数量、增强导航功能和对农业、交通等领域的应用。

此外,与其他导航系统的整合也是未来的趋势。

GPS定位基本原理

GPS定位基本原理

GPS定位基本原理GPS(全球定位系统)是一种利用地球上的卫星网络进行定位的技术。

它能够提供高精度的位置信息,并广泛应用于导航、地图、车辆追踪等领域。

本文将介绍GPS定位的基本原理。

一、GPS系统概述GPS系统由一组卫星、地面控制站和接收设备组成。

现代化的GPS 系统通常由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成,这些卫星分布在地球低轨道上。

地面控制站负责维护卫星轨道和时间同步,并向卫星发送指令。

二、GPS定位原理GPS定位的基本原理是通过测量卫星与接收设备之间的信号传播时间来计算准确的位置。

GPS接收设备内置有多个接收天线,用于接收来自卫星的导航信号。

1. 三角测量原理GPS定位利用了三角测量原理。

当接收设备接收到至少4颗以上的卫星信号后,就可以通过测量信号传输时间来计算卫星与接收设备之间的距离。

接收设备根据这些距离信息,利用三角测量原理计算出自身的准确位置。

2. 卫星钟同步GPS定位还需要考虑卫星和接收设备之间的时间同步问题。

卫星内置高精度的原子钟用于发送导航信号,并提供时间信息。

接收设备通过测量信号传播的时间差,校正卫星和自身设备之间的时间差,以确保定位的准确性。

3. 误差校正GPS定位还需要考虑各种误差对定位结果的影响,并进行相应的校正。

常见的误差包括大气延迟、钟差误差和多径效应等。

大气延迟是由于卫星信号穿过大气层而引起的延迟;钟差误差是卫星和接收设备内部时钟不完全同步所导致的误差;多径效应则是由于信号在传播过程中被建筑物、地形等物体反射而引起的误差。

通过采用差分定位、精密码和半载波技术等手段,可以对这些误差进行校正,提高定位的准确性。

4. 差分定位技术差分定位是一种通过参考站和接收站之间的距离差异进行差分计算来提高定位精度的技术。

参考站会测量准确的位置,并将数据通过无线电信号传输给接收设备进行差分计算。

差分定位可以有效降低多种误差的影响,提高定位的准确性。

三、GPS定位的应用GPS定位技术已广泛应用于各个领域。

gps定位的基本原理和过程

gps定位的基本原理和过程

gps定位的基本原理和过程GPS(Global Positioning System)定位是一种利用卫星信号进行位置测量的技术。

它基于特定的定位原理和过程来计算出接收器所在的位置。

下面将介绍GPS定位的基本原理和过程。

GPS定位的基本原理如下:1. 卫星发射信号:GPS系统由一组卫星组成,它们以固定的轨道绕地球运行,发射特定的信号。

这些信号包括导航信息和时间信息。

2. 接收器接收卫星信号:GPS接收器接收来自多个卫星的信号。

GPS接收器需要接收到至少4颗卫星的信号才能进行三维定位,其中3颗用于测量接收器与卫星之间的距离,1颗用于帮助接收器校准时间。

3. 信号测距:接收器通过测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差,计算出接收器与卫星之间的距离。

接收器需要准确地记录信号经过大气层的时间延迟,并进行校正以消除这个误差。

4. 定位计算:接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。

这个计算被称为“定位解算”。

GPS定位的过程如下:1. 启动接收器:将GPS接收器打开,它开始搜索并接收来自卫星的信号。

2. 信号接收:接收器接收到卫星发射的信号,包括导航信息和时间信息。

3. 信号解析:接收器对接收到的信号进行解析,提取出导航和时间信息。

4. 信号测距:接收器测量接收到的信号与卫星发射信号的时间差,计算出接收器与卫星之间的距离。

5. 定位计算:接收器使用多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。

6. 显示位置信息:接收器将计算出的位置信息显示在屏幕上,或通过其他方式提供给用户使用。

需要注意的是,GPS定位的精度受到多种因素的影响,包括卫星的数量和位置、大气条件、接收器的性能等。

此外,GPS定位还可以结合其他辅助定位技术,如地基站定位或惯性导航系统,以提高定位精度和可靠性。

综上所述,GPS定位基于卫星发射信号和接收器的信号测距,通过多个卫星的距离信息进行三角测量,计算出接收器的三维位置。

gps测量原理及应用的总结知识

gps测量原理及应用的总结知识

GPS测量原理及应用的总结知识1. GPS简介GPS全称为全球定位系统 (Global Positioning System),是由美国国防部研发的一种全球导航卫星系统。

它通过一组卫星和地面控制站,为地球上任何地点提供高精度的定位、导航和时间服务。

2. GPS测量原理GPS测量原理是基于三角测量和时间测量的原理。

GPS接收器通过接收多颗卫星发送的信号,测量信号的传输时间、频率差等信息,然后利用这些信息计算出接收器所在位置的经度、纬度和海拔高度等信息。

3. GPS测量的基本原理GPS测量的基本原理是通过测量卫星信号的传输时间和信号频率的差异来计算接收器与卫星的距离,然后使用多个卫星的距离信息进行三角定位,从而得到接收器的位置。

具体的GPS测量原理包括以下几个步骤:1.卫星发射信号:卫星发射精确的信号,并携带有关时间和位置的信息。

2.接收器接收信号:GPS接收器接收到卫星发射的信号。

3.信号传输时间测量:接收器通过测量信号的传输时间来计算接收器与卫星之间的距离。

4.多个卫星测距:通过同时接收多个卫星的信号并计算距离,可以得到接收器的三维位置。

5.误差校正:GPS测量中会存在各种误差,如大气延迟、钟差等,需要进行误差校正以提高测量的准确性。

4. GPS测量的应用GPS测量在各个领域都有广泛的应用,以下列举了几个主要的应用领域:4.1 航空航天GPS测量在航空航天领域是非常重要的。

航空器可以通过GPS定位和导航系统来确定自身的位置和航向,实现飞行路径的规划和控制,并提供精确的导航和着陆服务。

4.2 地理测绘和地图制作GPS测量可以用于测绘和地图制作。

通过GPS接收器的定位功能,可以快速准确地测量地面点的经纬度和海拔高度,然后将这些数据用于地图的绘制和制作。

4.3 交通导航GPS测量被广泛应用于交通导航系统中。

车辆装配GPS接收器后,可以通过导航设备来获取最佳行驶路径、实时交通信息等,提供方便的导航服务。

gps定位的基本原理

gps定位的基本原理

gps定位的基本原理GPS(全球定位系统)是一种基于卫星技术的定位服务。

准确的GPS定位已经为我们日常生活中的许多方面提供了便利,比如导航、出行规划等等。

那么,GPS定位的基本原理是什么?我们来一步步分析。

1.卫星定位GPS系统由一组卫星组成,现在共有24颗卫星工作在轨道上。

卫星每分钟发射一次信号,这个信号包含了卫星与地面接收设备之间传输的信息。

接收设备收到信号后,可以从中检测出当前时间,并可以确定信号是从哪颗卫星来的。

通过同时收集来自多个卫星的信号以及每个卫星到接收设备的距离,就可以计算出接收设备的精确位置。

2.三角定位GPS定位的基础是三角定位原理。

简单地说,三角定位是通过测量三个点之间的距离,确定这些点的位置。

在GPS中,这些点是卫星和接收设备。

由于卫星的位置已知,并且信号在传输过程中速度是恒定的,通过测量接收设备和卫星的距离,可以计算出接收设备的精确位置。

至少需要三个卫星的信号来进行三角定位,确保计算得到的位置是一个确定的点,而不是一个区域。

3.精度校验GPS定位的精度取决于使用的卫星数量。

使用更多的卫星可以提高数据的精度,因为计算出的位置是所有卫星信号相交的点。

为了确保数据的准确性,GPS系统会通过计算收到的信号的时差来进行精度校正。

这种校正可以消除信号从卫星发出到接收设备收到的时间差。

根据时差,GPS系统还可以计算出接收设备和卫星之间的距离。

4.数据传输GPS信号是通过无线电波传输的。

GPS设备接收到信号后,会将其转换为可读的数据和地图信息。

这些数据和信息可以通过无线电波或其他方式传输到其他设备或计算机中。

使用GPS数据可以帮助我们确定位置、规划出行路线、找到目的地以及探索新地区。

总结综上所述,GPS定位的基本原理是通过卫星定位、三角定位、精度校验和数据传输等步骤来获取精确位置信息。

GPS技术的快速发展和广泛应用,不仅有利于个人、企业和国家在移动领域中的实时地理信息交换,还能在公共安全、宝贵的资源管理、环境保护等领域方面发挥巨大作用。

gps定位系统 原理

gps定位系统 原理

gps定位系统原理
GPS定位系统是基于卫星定位技术的一种定位系统,它通过接收来自多颗卫星的信号来确定地球上任何一个具体的位置。

其基本原理包括以下几个方面:
1. 卫星发射信号:GPS系统由一组24颗运行在轨道上的卫星组成。

这些卫星随时向地面发射精确的微波信号,其中包含了卫星轨道信息以及当前时间。

2. 接收器接收信号:GPS接收器是用来接收卫星发出的信号并进行处理计算的设备。

它通过天线接收到卫星发射的信号,并将信号传递到接收器中。

3. 信号计算:接收器接收到多个卫星发出的信号后,会计算信号的传播时间,进而计算出每颗卫星和接收器之间的距离。

这是通过测量信号在空气中传播的时间来实现的。

4. 定位计算:一旦接收器计算出距离信息,它会将这些信息发送到一个称为“位置计算器”的软件中。

该软件会通过接收的多个卫星信号,使用三角定位的原理来计算接收器的精确位置。

5. 定位结果:最终,GPS定位系统将通过计算器得到的位置信息以经度和纬度的形式显示出来,可以在相关的设备上实时查看。

需要注意的是,GPS定位系统需要至少同时接收到4颗卫星的信号,才能进行准确的定位。

此外,由于信号在传播过程中可
能会受到大气层、建筑物、树木等物体的干扰,因此在某些条件下,定位的准确性可能会有所降低。

GPS定位基本原理科普

GPS定位基本原理科普

GPS定位基本原理科普GPS定位技术已经成为我们日常生活中的一个重要部分,无论是导航系统、手机定位还是物流追踪,都离不开这项技术。

那么,GPS定位到底是如何工作的呢?本文将对GPS定位的基本原理进行科普解析。

一、GPS定位的基本原理1.卫星系统GPS全称为全球卫星定位系统(Global Positioning System),是由美国政府开发和维护的一套卫星导航系统。

该系统主要由24颗运行于地球轨道上的卫星组成,这些卫星每天都以大约12000英里(19300公里)的高度绕地球运行。

2.测量距离GPS定位的基本原理是通过测量从接收器到卫星之间的距离来确定接收器的位置。

它通过接收来自至少4颗星的信号,然后计算每颗卫星与接收器之间的距离,最终确定接收器的位置。

3.三角定位法在确定接收器位置时,GPS采用了三角定位法。

三角定位法是利用接收器到卫星的距离构成的三角形,通过测量这些距离来计算接收器的位置。

当接收器接收到至少4颗卫星的信号后,它可以计算出与每颗卫星的距离,然后利用这些距离来确定自身的位置。

二、GPS定位的工作过程GPS定位的工作过程可以分为四个步骤:卫星发射、信号接收、测量距离和计算位置。

1.卫星发射GPS系统的卫星通过地球轨道上的导航卫星发射到太空中。

2.信号接收GPS接收器接收到卫星发射的信号。

这些信号是由卫星发射的无线电波构成的,它们携带有卫星的位置和时间信息。

3.测量距离接收器通过测量每颗卫星发射的无线电波到达接收器的时间差来计算与卫星的距离。

由于无线电波的传播速度可知,所以通过测量时间差可以计算出距离。

4.计算位置接收器接收到至少4颗卫星的信号后,它可以计算与每颗卫星的距离,然后利用三角定位法来确定自身的位置。

三角定位法是通过测量三个点之间的角度和距离来计算出第四个点的位置。

三、GPS定位的应用领域1.导航系统GPS定位技术广泛用于车载导航系统和手机导航应用中,为用户提供准确的位置和路线指引。

GPS定位原理详解

GPS定位原理详解

GPS定位原理详解GPS(全球卫星定位系统)是一种通过卫星系统提供时空位置信息的定位技术。

它利用一组卫星在地球轨道上的分布,通过接收和处理卫星发出的信号,确定接收器的精确位置。

本文将详细解释GPS定位的原理,从信号发射、传播、接收及数据处理等各个方面进行阐述。

一、信号发射GPS系统中的卫星通过精确的跟踪和控制保持位置以及时间的准确性。

每颗卫星都内置了高精度原子钟,用于产生准确的时间信号。

卫星按照预定轨道自行运行,并在空域固定位置发射无线电信号。

二、信号传播GPS信号是通过电磁波在空间中传播的。

当信号从卫星发射后,通过大气层、云层和其他物体的传播阻碍,会发生衰减和多径效应。

然而,经过精确的计算和纠正,接收器可以消除这些因素对定位精度的影响。

三、信号接收接收器是使用者端的设备,它能够接收传输自卫星的信号。

GPS接收器内部包括一个天线,用于接收信号,并将信号送入接收机。

接收机接收到信号后,进行解调和解码,提取出有用的信息,例如卫星的编号、发射时间和导航数据。

四、数据处理接收器将从多颗卫星接收到的信号传送给计算机进行数据处理。

通过测量每颗卫星信号的传播时间和位置,计算机可以计算出接收器的精确位置。

这个过程中需要使用已知坐标的卫星位置进行三角测量,并考虑误差纠正因素,例如大气延迟和卫星钟差等。

五、定位结果在完成数据处理后,GPS接收器会输出精确的位置信息,包括经度、纬度和海拔高度等。

同时,还可以提供速度、航向和时间等其他相关信息。

这些数据可以被应用于导航、地图绘制、天气预报、航空航海、测绘、军事等各个领域。

六、应用领域GPS定位技术在许多领域得到广泛应用。

在交通运输方面,可以用于导航系统、车辆监控和路况预测。

在农业领域,可以用于精准农业管理和土壤检测。

在天文学中,可以用于望远镜的自动定位与跟踪。

同时,GPS还支持紧急救援、地震监测、无人机导航、船只定位等等。

总结:GPS定位原理包括信号发射、传播、接收和数据处理等过程。

gps基本工作原理

gps基本工作原理

gps基本工作原理
GPS全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一
种基于卫星导航的定位技术。

它利用一组分布在地球轨道中的人造卫星,通过接收到卫星发射的无线电信号来确定接收器的准确位置和时间信息。

GPS的基本工作原理是三角定位,它依靠接收来自至少四颗
卫星的信号,并将这些信号与接收器内部的精确时钟进行比较,从而计算出接收器与每颗卫星之间的距离。

通过测量多颗卫星的距离,并利用三角测量原理,就能确定接收器的准确位置。

具体的工作原理如下:首先,GPS接收器接收到至少四颗卫
星发射的信号,这些信号包含着卫星的精确时间信息。

接收器内部的精确时钟会记录接收到信号的时间差,以及每个卫星的位置信息。

然后,接收器通过将信号的时间差与卫星位置信息结合起来,利用三角测量原理计算出接收器与每个卫星之间的距离。

这些距离是以卫星为中心的球体上的测量值。

最后,GPS接收器使用所测量出的多个卫星距离信息,通过
三角测量原理计算出接收器的准确位置。

通过同时测量至少四颗卫星的距离,可以准确计算出接收器的经度、纬度和海拔高度。

需要注意的是,GPS的工作原理基于信号的传播速度,因此
接收器与卫星的直线距离不是由GPS直接测量得到的,而是
通过测量信号的传播时间与速度进行计算得来。

总的来说,GPS利用卫星信号进行三角定位,通过测量接收器与多颗卫星之间的距离,从而确定接收器的准确位置和时间信息。

这个基本工作原理使得GPS成为了现代导航、定位和导航服务等领域中不可或缺的技术。

全球定位系统(GPS)基本原理及常识

全球定位系统(GPS)基本原理及常识

全球定位系统(GPS)基本原理及常识迪亚戈全球定位系统(GPS)是美国继阿波罗登月、航天飞机之后的第三大航天工程,利用围绕地球的24颗卫星发射信号进行经纬度和高度的定位,围绕地球的24颗卫星成互差120度的平面排列。

可为近地空间的各类用户实时提供精密三维位置坐标、三维速度和时间(PVT)等信息,用于对全球的民用及军用飞机、舰船、人员、车辆等提供实时导。

GPS卫星同时发射两种码,一种为P码,我们称之为细码,一种是C/A码,我们称之为粗码。

P码的精度非常高,通常可以控制在误差3米以内,但只为军方服务。

而我们使用的为C/A码,精度在14米以内。

两个坐标点,我们可以确定一个平面内的一点,如果知道三个坐标点我们就能够知道空间当中的任意一点位置。

而GPS可以利用三颗卫星进行经纬度X,Y 的定位,而四颗卫星可以进行经纬度和高度X,Y,Z三维定位,四颗卫星三颗进行坐标定位,一颗卫星进行时钟矫正。

GPS除了具备测量经纬度和高度的作用以外,GPS还具有其他一些功能,比如利用上一次定位的坐标和这次定位的坐标差进行测速,利用两次坐标差进行方向的定位,利用行进轨迹进行里程的计算和面积的计算等等。

还有包括计算地理位置的月相,日初日落时间,潮汐,太阳月亮的方位,有些GPS内置电子气压计,还能计算大气压并且预测天气。

GPS是需要和卫星进行联系才能够定位的,城市里的水泥混凝土,树木,高架桥,天线,GPS屏蔽器等都是干扰信号。

因此城市里使用有时候会信号接受不到的情况发生。

那么GPS全球定位系统究竟是什么东西呢?它是一套美国军方设计的,以航天技术为基础的导航与定位系统。

这套系统可以使美军士兵独立测定精度为10米以下的自己的位置。

这个“独立测定”非常重要:在实际使用中,如果这套系统需要士兵发射电波确定自己位置的话,会很容易地被敌方侦测到自己的实际位置,所以整个地面接收系统需要完全被动接收信号。

由于美国全球战略的需要,这套系统需要覆盖全世界,并且的用户接收端的成本要非常低,因为系统的设计要求是每个士兵、每台军车都要安装接收系统。

GPS定位基础知识介绍

GPS定位基础知识介绍

GPS定位基础知识介绍GPS(全球定位系统)是一种由美国建立的全球导航卫星系统,可提供地理位置和时间信息。

本文将介绍GPS的基础知识,包括工作原理、应用领域以及其优缺点。

GPS的工作原理是基于三角测量原理。

地球上的GPS接收器通过接收来自多颗卫星的信号,然后计算信号的传播时间来确定接收器与卫星之间的距离。

通过同时测量多颗卫星的距离,GPS接收器可以确定其自身的位置。

GPS系统由三部分组成:空间部分、控制部分和用户接收器。

空间部分由一组维护和监控卫星组成,它们以几何图形的方式分布在地球轨道上,确保全球覆盖。

控制部分由多个地面站组成,负责监控卫星的状态和轨道。

用户接收器是用于接收和处理来自卫星的信号,计算位置和时间。

GPS在各个领域具有广泛的应用。

在航空和航海中,GPS可以精确地定位飞机和船只,提供准确的导航信息。

在汽车导航中,GPS可以帮助驾驶员确定行车路线,并提供实时交通信息。

在军事领域,GPS被用于军事导航和目标定位。

此外,GPS还被用于地图制作、测量和勘探、气象预测等领域。

然而,GPS也存在一些缺点。

首先,GPS信号在穿过建筑物、树木和其他遮挡物时会受到干扰,导致定位不准确。

其次,由于GPS是由美国建立和控制的,有可能被用于军事目的,因此在一些国家受到限制。

最后,GPS无法在水下和密闭空间中工作,限制了其在一些领域的应用。

为了克服这些问题,目前一些辅助定位技术已经出现,例如差分GPS 和增强GPS。

差分GPS通过与基准站的通信来消除定位误差。

增强GPS则使用一些辅助设备和传感器来提供更精确的位置信息。

总而言之,GPS是一种全球导航卫星系统,可通过卫星信号提供准确的地理位置和时间信息。

它在航空、航海、汽车导航、军事以及地图制作等领域应用广泛。

然而,GPS也存在一些缺点,包括受干扰、受限制和无法在水下工作。

为了提高定位精度,一些辅助技术也被应用。

gps基本原理

gps基本原理

gps基本原理GPS(全球卫星定位系统)是一种基于卫星技术的全球定位系统,它可以通过接收来自卫星的信号,确定地球上任何一个位置的精确坐标。

GPS基本原理包括三个方面:卫星轨道、信号传输和接收机。

一、卫星轨道GPS系统由24颗卫星组成,这些卫星分布在地球轨道上,每颗卫星都维持着一个精确的轨道。

这些卫星以大约12小时的周期绕地球旋转,并在不同的高度上运行。

这些高度不同的轨道组成了三个不同类型的轨道:中圆轨道(MEO)、地球同步轨道(GEO)和低圆轨道(LEO)。

其中MEO是最常用的一种,它们以高度为20,200公里左右的中心角度偏差为55度左右运行。

二、信号传输GPS系统通过向空间发射无线电信号来完成定位任务。

每个GPS卫星都发射两种不同类型的无线电信号:L1频段和L2频段。

L1频段是1575.42 MHz,L2频段是1227.60 MHz。

这些无线电信号在传输过程中会受到大气层、建筑物和其他物体的干扰。

因此,GPS系统采用了一种称为“传输码”的技术来纠正这些干扰。

传输码是一种特殊的编码方式,它能够将原始信号变成一种更加稳定和可靠的信号。

三、接收机GPS接收机是用于接收卫星信号并计算位置信息的设备。

GPS接收机通过接收来自多颗卫星的信号,并计算出每颗卫星与接收机之间的距离。

通过测量多个卫星与接收机之间的距离,GPS系统可以确定接收机所在位置的精确坐标。

总结GPS基本原理包括卫星轨道、信号传输和接收机。

GPS系统由24颗卫星组成,它们以不同高度和轨道运行,并发射两种不同类型的无线电信号:L1频段和L2频段。

这些无线电信号在传输过程中会受到干扰,因此采用了传输码技术来纠正这些干扰。

GPS接收机通过测量多个卫星与接收机之间的距离,可以确定接收机所在位置的精确坐标。

全球定位系统原理

全球定位系统原理

全球定位系统原理一、引言全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是由美国国防部研发的一种用于确定地球上任意位置的系统。

它利用一组卫星、地面控制站和用户设备共同工作,通过测量卫星信号的传播时间来确定用户的位置。

本文将介绍GPS的工作原理、组成部分以及应用领域。

二、GPS的工作原理GPS系统的工作原理基于三角测量原理和时差测量原理。

首先,GPS系统由至少24颗运行在中轨道的卫星组成,这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围。

当用户设备接收到至少4颗卫星的信号后,就可以通过测量信号的传播时间来计算用户位置。

具体来说,GPS接收设备会同时接收多颗卫星发射的信号,并记录下信号到达设备的时间。

由于信号的传播速度是已知的,通过测量信号传播的时间差可以计算出用户设备与每颗卫星之间的距离。

根据三角测量原理,至少3颗卫星的距离信息就可以确定用户设备的位置。

为了提高定位的准确性,GPS系统通常会使用4颗或更多卫星的信号进行定位计算。

三、GPS的组成部分GPS系统由卫星、地面控制站和用户设备三个主要组成部分构成。

1.卫星:GPS系统中的卫星是核心组成部分,它们以高度约为2万公里的中轨道运行,每颗卫星都携带有高精度的原子钟。

这些卫星以不同的轨道高度和方位角分布在地球周围,确保在任何时间、任何地点都能接收到至少4颗卫星的信号。

2.地面控制站:地面控制站负责监控卫星的运行状态,对卫星进行定时校准和轨道修正。

地面控制站还负责生成并广播卫星的导航消息,这些消息包含了卫星的轨道参数、时钟校准信息等,用户设备通过接收这些导航消息可以计算出卫星的精确位置和时间。

3.用户设备:用户设备是GPS系统的终端,它们可以是GPS导航仪、智能手机等。

用户设备通过接收卫星发射的信号,并测量信号传播的时间差来计算自身的位置。

用户设备还可以通过接收地面控制站广播的导航消息来校准卫星信号,提高定位的准确性。

四、GPS的应用领域GPS技术在现代社会中广泛应用于各个领域。

GPS基本工作原理及基本常识

GPS基本工作原理及基本常识

GPS基本工作原理及基本常识(2008-07-10 11:20:44)转载▼标签:汽车GPS系统是由美国军方建立起来的。

利用围绕地球的24颗卫星发射信号进行经纬度和高度的定位。

最早是为了应用在海军军舰进行海上定位使用。

GPS实际上是Global Positioning System的缩写。

意思是全球定位系统,围绕地球的24颗卫星成互差120度的平面排列。

也就是说理想状态下我们同时应该能够接受到12颗卫星所传来的信号。

GPS卫星同时发射两种码,一种为P码,我们称之为细码,一种是C/A码,我们称之为粗码。

P码的精度非常高,通常可以控制在误差3米以内,但只为军方服务。

而我们使用的为C/A码,精度在14米以内。

我们知道,如果知道两个坐标点,我们可以确定一个平面内的一点,如果知道三个坐标点我们就能够知道空间当中的任意一点位置。

而GPS可以利用三颗卫星进行经纬度X,Y的定位,而四颗卫星可以进行经纬度和高度X,Y,Z三维定位,四颗卫星三颗进行坐标定位,一颗卫星进行时钟矫正。

很多朋友问,买了GPS有没有后续费用问题,国外购买能不能在国内使用的问题等等。

首先GPS是没有后续费用的,这并不是说GPS是免费的,而是在你购买的时候购买费用里的一部分费用已经包括了你的使用费。

因此购买GPS后续可以一直使用下去,直到有一天美国军方宣布废气这套卫星。

另外,GPS本身是卫星接收产品,因此不牵扯到国内国外的兼容问题。

就像卫星电话一样,走到只要没有遮挡的地方就能接受到卫星信号,能接受到信号就能够正常使用。

只是部分地区可能会受到国家安全等因素而打开干扰信号从而影响定位精度问题,譬如前几年美国打阿富汗的时候,阿富汗地区的GPS信号一度误差非常大,但是误差大也不过是又原来的30米左右的精度变成了两三百米的精度误差。

还是能够正常使用的。

GPS除了具备测量经纬度和高度的作用以外,GPS还具有其他一些功能,比如利用上一次定位的坐标和这次定位的坐标差进行测速,利用两次坐标差进行方向的定位,利用行进轨迹进行里程的计算和面积的计算等等。

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GPS基本工作原理及基本常识(2008-07-10 11:20:44)转载▼标签:汽车GPS系统是由美国军方建立起来的。

利用围绕地球的24颗卫星发射信号进行经纬度和高度的定位。

最早是为了应用在海军军舰进行海上定位使用。

GPS 实际上是Global Positioning System的缩写。

意思是全球定位系统,围绕地球的24颗卫星成互差120度的平面排列。

也就是说理想状态下我们同时应该能够接受到12颗卫星所传来的信号。

GPS卫星同时发射两种码,一种为P码,我们称之为细码,一种是C/A 码,我们称之为粗码。

P码的精度非常高,通常可以控制在误差3米以内,但只为军方服务。

而我们使用的为C/A码,精度在14米以内。

我们知道,如果知道两个坐标点,我们可以确定一个平面内的一点,如果知道三个坐标点我们就能够知道空间当中的任意一点位置。

而GPS可以利用三颗卫星进行经纬度X,Y的定位,而四颗卫星可以进行经纬度和高度X,Y,Z三维定位,四颗卫星三颗进行坐标定位,一颗卫星进行时钟矫正。

很多朋友问,买了GPS有没有后续费用问题,国外购买能不能在国内使用的问题等等。

首先GPS是没有后续费用的,这并不是说GPS是免费的,而是在你购买的时候购买费用里的一部分费用已经包括了你的使用费。

因此购买GPS后续可以一直使用下去,直到有一天美国军方宣布废气这套卫星。

另外,GPS本身是卫星接收产品,因此不牵扯到国内国外的兼容问题。

就像卫星电话一样,走到只要没有遮挡的地方就能接受到卫星信号,能接受到信号就能够正常使用。

只是部分地区可能会受到国家安全等因素而打开干扰信号从而影响定位精度问题,譬如前几年美国打阿富汗的时候,阿富汗地区的GPS信号一度误差非常大,但是误差大也不过是又原来的30米左右的精度变成了两三百米的精度误差。

还是能够正常使用的。

GPS除了具备测量经纬度和高度的作用以外,GPS还具有其他一些功能,比如利用上一次定位的坐标和这次定位的坐标差进行测速,利用两次坐标差进行方向的定位,利用行进轨迹进行里程的计算和面积的计算等等。

还有包括计算地理位置的月相,日初日落时间,潮汐,太阳月亮的方位,有些GPS内置电子气压计,还能计算大气压并且预测天气。

GPS是需要和卫星进行联系才能够定位的,城市里的水泥混凝土,树木,高架桥,天线,电线等都是干扰信号。

因此城市里使用有时候会信号接受不到的情况发生。

选择 GPS手持接受机时候我们应该注意哪些呢。

第一,应该注意GPS的通道数量,一般民用GPS通道数量在2-8之间,专业GPS拥有12-14个通道。

每与一颗卫星联系需要占用一个通道,也就是说通道数越多,在信号好的情况下你能联系到的卫星越多,自然定位精度也就越高。

第二,注意GPS的天线类型,传统GPS天线主要有两类,一类是平板天线,一类是螺旋天线,平板天线是有接受面的,最佳方式应该使得GPS水平放置,屏幕朝上以获得最佳信号。

而螺旋天线则方便得多。

只需要将GPS垂直放置,天线成螺旋柱状,360度全方位接收。

第三,注意GPS 的冷热启动时间和刷新频率。

冷启动是指在一个陌生的环境下启动GPS直到GPS和周围卫星联系并且计算出坐标的时间。

热启动是指在上次关机的地方没有过多移动启动GPS计算出结果的时间。

冷启动一般在10分钟左右,热启动一般在两分钟左右,时间越短证明GPS的计算能力和信号接收能力越好。

刷新频率是指GPS重新定位一次的时间。

一般刷新频率尽量选择每秒/1次的,刷新频率越块越好。

第四,查看GPS的存储能力。

一般GPS的存储能力会告诉你可以储存多少个航点,多少条航迹。

航点就是位置点,储存该点的坐标值,高度值,并且可以编辑该点的名称,类型等。

航迹是用来储存路线的。

航迹其实是由多个航点构成,只不过此时的航点只储存坐标值而已。

第五,查看GPS 的物理参数。

比如防水认证,抗干扰认证等。

好的GPS 应该抗干扰并且防水达到IPX-7级别的比较好。

这个级别是指1米深的水中防水半小时。

另外GPS最好具备能够漂浮的能力。

否则一旦落水如果不漂浮,再防水也白搭了。

现在国际有两家公司是GPS比较专业的生产商,一个是麦哲伦公司,一个是高明公司。

两家公司都是美国的。

GPS在国际上占有的份额比较大。

因此选择GPS时候尽量考虑这两家公司的产品比较合适。

第一节 GPS的产生背景和历史演变那么GPS全球定位系统究竟是什么东西呢?它是一套美国军方设计的,以航天技术为基础的导航与定位系统。

这套系统可以使美军士兵独立测定精度为10米以下的自己的位置。

这个“独立测定”非常重要:在实际使用中,如果这套系统需要士兵发射电波确定自己位置的话,会很容易地被敌方侦测到自己的实际位置,所以整个地面接收系统需要完全被动接收信号。

现在我们国家的北斗卫星导航系统还不能做到这一点:北斗卫星的用户需要通过无线电发射位置请求信息到卫星,并从卫星接收自己的位置信息。

由于美国全球战略的需要,这套系统需要覆盖全世界,并且的用户接收端的成本要非常低,因为系统的设计要求是每个士兵、每台军车都要安装接收系统。

1、频率与定位精度GPS并不是世界上第一个无线电导航系统,早在第二次世界大战以前,就已经出现了无线电导航系统。

最早人们采用的是长波信号,波长长达26公里,因为长波信号可以轻易地被电离层反射,所以美国的OMEGA系统用了八个发射器就把信号覆盖了全球。

不过因为信号波长比较长,定位精度受到很大影响:OMEGA系统的精度只有六公里。

为提高定位精度,只有提高无线电信号频率,但是借助电离层反射的全球覆盖就受到了影响:波长越短的信号,直线传输特性越强,同时不能被电离层反射:通过把波长减小到2.6公里,LORAN系统倒是把定位精度提高到450米了,可全球只有10%的面积被信号覆盖。

自从1957年有了卫星,科学家的兴趣自然就转到这上面来了:卫星可以发射短波长信号,穿透电离层覆盖半个地球的面积。

从20世纪60年代开始,美军就不断地试验并改进以卫星为基础的无线电导航系统,从最早的TRANSIT,到NAVSTAR, 一步一步地把GPS系统进行完善并降低接收系统成本。

随着接收系统的成本不断降低,很多有商业头脑的人预见到了GPS系统的民用市场的广大,把GPS扩展到民用的呼吁在美国国内越来越高。

不过最终促成此事的是一桩悲剧:1983年,韩国的KAL-007航班因为迷航误入前苏联领空,被前苏联战斗机击落,机上乘客和机组人员无一生还。

那会儿GPS还没有投入民用,民用航班的导航主要*无线电信标,万一地面信标站或机上系统有故障,那麻烦就大了。

于是美国前总统里根于1984年正式宣布:开放GPS信号的民间使用,无偿提供服务。

从1989年2月开始,真正用于实用的BLOCK II 卫星开始发射升空。

到1993年12月,美国国防部宣布GPS系统初步完成,由24颗BLOCK I 和 BLOCK II 卫星组成。

1995年7月,美国国防部宣布GPS系统完全完成,由24颗BLOCK II 卫星组成。

2、 GPS系统组成整个GPS系统由三部分组成:控制部分,空间部分,用户端空间部分和控制部分由美国军方维护,主要是保证卫星正常工作及其发送的信号准确无误。

用户端就是大家平常用的GPS接收机,虽然形式多种多样,但基本操作都是接收卫星信号并计算接收机所在位置。

在空间部分,美军布置了24颗BLOCK II卫星,由ROCKWELL公司制造,星重700-900公斤,包含太阳能极板为5米宽,设计使用寿命为7.5年。

卫星轨道距地面20200公里,轨道面与地球赤道面夹角为55度,轨道面之间在赤道面投影的夹角为60度,每个轨道面布置4颗卫星,所以总卫星数是6个轨道面乘以4为24颗。

其中21颗正式使用,3颗备用。

每颗卫星每12个小时绕地球一周。

这样算下来,在任何时刻、地球的任意地方,基本都能“看到”12颗左右的卫星。

3、 GPS定位原理GPS接收机的定位实际是就是通过计算接收机距不同卫星的距离来完成的:如果接收机知道它离第一颗卫星的距离,接收机在宇宙中可能的位置就是一个球;如果接收机同时知道它离第二颗卫星的距离,接收机可能的位置就是两个球的交线;如果接收机同时知道它离第三颗卫星的距离,那么接收机的可能位置就是三个球的两个交点。

那这两个交点到底哪个是真正的位置点呢,其实非常好判断:一个点在距离地表10公里之内,一个点在距离地表几千公里以外,你说哪个是?那么大家都知道,GPS需要至少四颗卫星来定位,那这第四颗卫星是怎么回事呢?4、第四颗卫星的用处高中地理学到:光速为30万公里/秒(300000米/秒)。

一秒绕地球7圈半。

太阳发出来的光到达地球需要8分钟。

无线电波以每秒30万公里传输,从卫星发射信号到接收机收到信号,只需要大概0.06秒。

如果接收机的时间精度是百万分之一秒,那末折算出来的距离误差就是300000000米/100000000秒=300米。

在卫星上的钟是四个原子钟,精确地同步到精度为几十亿分之一秒。

可接收机的时钟是普通石英钟,精度远达不到百万分之一秒,如果也用原子钟的话,重量咱们先不说,每个原子钟造价是二十万美金,那还有谁用的起呀?所以,第四颗卫星的信号实际上是提供时间基准,给GPS接收机用来计算接收机距离其他三颗卫星的距离:有了时间基准,接收机就可以测量从其他三颗卫星到达接收机的时间,然后把时间转换成距离。

第二节基本的信号结构及准确率1、基本的信号结构一般民用GPS使用的是GPS系统的L1载波,频率为1575.42 MHz。

在这个载波频率上面以调相方式加载了两种不同的伪随机噪声码:C/A码和P码。

C/A 码是用于民用的测距码,码长为1023个码元,即1023次从数字零到数字1的跳动,这1023个码元每秒重复1000次,即1.023MHz, 或每一百万分之一秒跳动一次。

P码是军用码,码长非常长,码速为10.23MHz,即每千万分之一秒跳动一次。

由于GPS接收机通过对比码元的跳动来计算从卫星到接收机的时间,然后再转换成距离,显而易见,P码的时间精度高了10倍,距离精度也就高了10倍:现代信号处理技术计算码元跳动的时间精度是码宽的百分之一,一百万分之一秒折合出来的距离是300米,它的百分之一就是3米。

而P码的精度是这个数值的十分之一,即0.3米。

换句话说,在计算某个卫星距离接收机的实际距离的时候,C/A码的理论精度是3米。

接收机“知道”了自己与卫星的距离,并不能计算出自己的位置,因为它不知道卫星在发射电波时的位置,因此在卫星载波上面,还加载了一个50Hz的导航电文,这个导航电文包括了:卫星的轨道参数、时钟参数、轨道修正参数、大气对GPS信号折射的修正值等等。

GPS接收机就是通过这些参数计算出某一时刻某颗卫星在空间中的位置,然后再确定自己与卫星的距离,然后再计算自己的实际位置。

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