GPS定位系统原理简明讲解
GPS定位系统原理简明讲解
李含伦 lihanlun@
目录
一、GPS的发展背景
二、GPS的组成及工作原理
三、GPS定位系统的应用
四、其它的卫星定位系统
一、GPS的发展背景
1、 GPS的定义 全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的 空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三 维速度和时间信息。 2、GPS发展过程 1958年，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星 系统，即“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System—— NNSS）。由于该系统卫星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。 1964年该系统建成，并在美国军方启用。 1967年美国政府批准该系统解密，提供民用。 美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。 经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三 项庞大空间计划。
4 测速功能 通过GPS对卫星信号的接收计算,可以测算出行驶的具体速度,比一般的里程 表准确很多。
三、GPS定位系统的应用
汽车卫星导航系统的缺点 由于汽车卫星导航系统的自身工作特点决定了它要精确工作需要的两个 条件： 1）精确的坐标；2）准确的地图。
精确的坐标 这个只有依靠全球定位系统才能解决的，目前也就四个系统，美国的GPS， 俄罗斯“格格纳斯”，中国“北斗”，欧盟“伽利略“，民用方面所能够达到的 精度有限，在一些特殊时期精度将会人为降低。 准确的地图 处于国家安全的考虑，各国公布的地图精度有限，某些特殊地区（政府 机关所在地等）可能会发生一定的偏移。而在一些急需导航的偏远地区地 图的准确度更低，经济发达地区的地图精度要好。
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工作原理
GPS工作原理GPS(Global Positioning System)是一种通过卫星定位技术来确定地理位置的系统。
它由一系列卫星、地面控制站和接收器组成。
GPS工作原理是利用卫星信号和接收器之间的通信来计算位置。
1. GPS卫星GPS系统由一组绕地球轨道运行的卫星组成。
这些卫星分布在不同的轨道上，确保覆盖全球范围。
每个卫星被设计为以特定速率和方向绕地球旋转，以确保高度准确的定位信息。
2. 接收器GPS接收器是用来接收卫星发射的信号并计算位置的设备。
接收器内部含有高精度的时钟来测量信号的传播时间。
接收器收到至少4个卫星的信号后，可以根据信号传播时间的差异来计算接收器的位置。
3. 三角定位法GPS工作基于三角定位法的原理。
接收器通过测量从卫星到接收器的信号传播时间来确定距离。
由于信号传送的速度已知，接收器可以使用传播时间来计算距离。
接收器同时接收来自多个卫星的信号，并使用三角定位法来计算自身的位置。
4. 卫星定位准确性GPS的定位准确性取决于多个因素，包括卫星的数量和位置、接收器的精度以及信号传输的中断等。
在良好的接收条件下，GPS的定位准确度可以达到几米甚至更小。
5. GPS应用GPS的应用广泛，包括导航系统、车辆追踪、地图绘制、航空航海、军事用途等。
人们可以通过GPS设备和手机定位服务来导航、查找附近的兴趣点、追踪运动活动等。
总结：GPS工作原理是通过接收卫星信号和使用三角定位法来计算位置。
卫星发射信号，接收器计算距离并确定位置。
GPS应用广泛，对于导航和定位提供了重要的支持。
通过不断改进与发展，GPS技术已经成为我们生活不可或缺的一部分。
GPS定位系统的原理与使用方法
GPS定位系统的原理与使用方法GPS（全球定位系统）是一种基于卫星导航的定位技术，通过接收来自卫星的信号来确定地理位置。
本文将介绍GPS定位系统的原理和使用方法，帮助读者更好地理解和利用这一技术。
一、GPS定位系统的原理GPS定位系统是由一系列卫星、地面控制站和接收器组成的。
其原理基于三角测量法，通过测量接收器与多颗卫星之间的距离来确定接收器的位置。
1.卫星：GPS系统中有24颗工作卫星和几颗备用卫星，它们以近地轨道运行。
这些卫星通过广播无线电信号，携带有关其自身位置和时间的信息。
2.接收器：接收器是用户使用GPS定位系统的设备，它可以接收卫星发出的信号。
接收器通过计算信号的传播时间和接收到信号的卫星位置，来确定接收器的位置。
3.地面控制站：地面控制站负责监控卫星的运行状态和时钟精度，并向卫星发送校准信息。
GPS定位系统的原理可以简要概括为以下几个步骤：1.接收器接收卫星信号，并记录下接收时间。
2.接收器计算信号传播时间，即信号从卫星发射到接收器接收到的时间。
3.接收器通过多个卫星的信号传播时间，计算出接收器与每颗卫星之间的距离。
4.通过三角测量法，接收器确定自身位置。
二、GPS定位系统的使用方法使用GPS定位系统需要以下几个步骤：1.选购GPS设备：根据自身需求选择合适的GPS设备，如汽车导航仪、手机应用程序或户外定位器等。
2.激活GPS设备：根据设备说明书，激活GPS设备并确保其能够接收卫星信号。
3.等待信号：GPS设备需要一定时间来接收卫星信号并计算位置。
在设备首次使用或长时间未使用后，可能需要更长的时间来获取信号。
4.确定位置：一旦GPS设备接收到足够的卫星信号，它将计算位置并显示在屏幕上。
通常，设备会提供地图和导航功能，以帮助用户找到目的地。
5.使用导航功能：如果GPS设备具备导航功能，用户可以输入目的地，并按照设备的指示进行导航。
设备会提供转向指示、预计到达时间等信息，帮助用户准确到达目的地。
gps定位的原理
gps定位的原理
GPS定位的原理。
GPS（全球定位系统）是一种通过卫星信号来确定地理位置的技术。
它是由美
国国防部开发的，现在已经成为了全球范围内最常用的定位技术之一。
GPS定位
的原理主要基于三角测量原理，通过接收来自卫星的信号来确定接收器的位置，下面我们来详细了解一下GPS定位的原理。
首先，GPS系统由24颗卫星组成，它们以不同的轨道和高度分布在地球周围。
这些卫星每天都会绕地球两次以上，它们通过无线电信号向地面上的GPS接收器
发送信号。
当GPS接收器接收到来自至少三颗卫星的信号时，就可以利用三角测
量原理来确定自己的位置。
其次，GPS接收器接收到卫星信号后，会测量信号的传播时间。
由于信号的传
播速度是已知的，因此通过测量信号的传播时间，就可以计算出信号的传播距离。
接着，GPS接收器会利用三个卫星的信号来确定自己的位置。
通过三角测量原理，可以得出接收器与每颗卫星之间的距离，然后将这些距离叠加到一张地图上，就可以确定接收器的位置。
最后，GPS定位的精度受到多种因素的影响，比如大气层的影响、地形的遮挡、信号传播的多径效应等。
为了提高GPS定位的精度，可以采取一些措施，比如增
加接收卫星的数量、使用差分GPS技术、采用惯性导航系统等。
总的来说，GPS定位的原理是基于卫星信号的三角测量原理，通过测量卫星信
号的传播时间和距离，来确定接收器的位置。
虽然GPS定位受到一些因素的影响，但是通过一些技术手段可以提高其精度。
随着技术的不断发展，相信GPS定位技
术会在未来得到更广泛的应用。
gps 定位 原理
gps 定位原理
GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的简称，它是
一种基于卫星的定位技术。
GPS定位原理主要包括三个方面：空间定位、信号传播和接收机测量。
首先，空间定位是指通过卫星定位系统在空间中确定目标的位置。
GPS系统由一组绕地球轨道运行的人造卫星组成，卫星
之间互相配合，形成一个全球定位的网络。
每颗卫星通过无线电波发射信号，信号携带有关卫星的位置、时间等信息。
其次，信号传播是指卫星发射的信号在大气层和地面上的传播。
信号从卫星发射后经过大气层的折射、反射等过程，最终到达地面的接收机。
大气层对信号传播有一定影响，会造成信号的延迟和传播路径的变化。
最后，接收机测量是指地面接收机对接收到的信号进行测量和计算，以确定自身的位置。
接收机通过接收至少四颗卫星的信号，并测量信号的传播时间延迟来确定卫星与接收机之间的距离。
接收机还需要准确知道每颗卫星的位置和时间，以便进行计算定位结果。
总结来说，GPS定位原理通过空间定位、信号传播和接收机
测量来确定目标的位置。
卫星发射信号，信号经过传播到达接收机，在接收机进行测量和计算后，确定自身的位置。
这样就实现了全球范围内的精确定位。
全球定位系统(GPS)的原理
GPS的基本原理和功能介绍全球定位系统（GPS）是一种用于确定地球上特定位置的卫星导航系统。
它由一系列卫星、地面控制站和GPS接收器组成。
GPS的基本原理是利用卫星之间的距离测量和三角定位的原理来确定接收器的位置。
1.GPS卫星组成和运行原理•GPS系统由一组运行在中轨道上的卫星组成，这些卫星分布在地球的不同位置，以确保全球范围的覆盖。
目前，GPS系统中通常有24颗卫星运行。
•GPS卫星通过精确的轨道控制和时间同步，以稳定的速度绕地球运行。
卫星的运行轨道和位置信息由地面控制站进行监测和调整。
2.GPS接收器的工作原理和定位方法•GPS接收器是用于接收和处理来自卫星的信号的设备。
接收器通过接收多颗卫星发射的信号，并计算信号的传播时间和距离来确定接收器的位置。
•GPS接收器使用三角定位的原理，通过同时接收来自至少三颗卫星的信号来确定接收器的位置。
通过接收更多卫星的信号，精度可以进一步提高。
3.GPS的定位精度和误差来源•GPS定位的精度取决于多种因素，包括卫星的几何分布、接收器的性能、大气条件等。
•可能的误差来源包括信号传播时的大气延迟、卫星钟的不准确、接收器钟的不准确、多径效应等。
这些误差需要进行校正和纠正，以提高定位的精度。
4.GPS在导航、测量和定位应用中的作用•GPS在导航领域是非常重要的，它被广泛应用于航空、航海、汽车导航等。
通过GPS定位，人们可以准确地确定自己的位置并导航到目的地。
•在测量领域，GPS被用于测量地球表面的形状、地壳运动、地震活动等。
它在地理测量、地质勘探等领域发挥着重要作用。
•GPS还被用于定位和追踪移动设备、车辆和人员，例如物流追踪、紧急救援等。
5.GPS技术的发展和未来趋势•GPS技术在过去几十年中取得了巨大的发展，定位精度和覆盖范围不断提高。
现代的GPS接收器可以实现亚米级的定位精度。
•随着技术的进步，GPS系统的性能将进一步改善，包括更多卫星的部署、更高的定位精度、更快的信号更新速度等。
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定位原理是什么
gps定位原理是什么
GPS定位原理是基于全球导航卫星系统（GPS）的工作机制。
GPS系统由24颗卫星组成，绕地球轨道运行。
接收器通过接
收这些卫星发出的信号来确定自己的位置。
GPS接收器收到卫星发出的信号后，会测量信号的传播时间
以确定信号从卫星到接收器的距离。
通过接收多颗卫星的信号，接收器可以计算出自己与每颗卫星之间的距离。
这些距离信息会与卫星的精确位置数据一起传送到地面的GPS服务器。
在地面的GPS服务器上，会使用三角测量法来计算出接收器
的准确位置。
三角测量法利用了至少三颗卫星的位置信息和接收器与卫星的距离来确定接收器的坐标。
除了定位功能外，GPS系统还可以提供导航和测量等其他功能。
导航功能是通过计算用户所在位置和所要到达位置之间的距离和方向来提供路线指导。
测量功能是利用卫星信号的准确时间信息来测量时间、速度和距离等参数。
总结来说，GPS定位原理是通过接收卫星发出的信号，并利
用三角测量法计算出接收器的准确位置。
这个过程中涉及到卫星定位数据和接收器与卫星之间的距离测量等信息。
GPS定位系统的工作原理
GPS定位系统的工作原理GPS（全球定位系统）是一种使用卫星技术来确定地球上任何位置的系统。
它利用一组位于地球轨道上的卫星来发送定位信号，而这些信号则被接收并处理以计算出接收器的准确位置。
本文将详细介绍GPS定位系统的工作原理。
一、GPS信号传输GPS系统由一组位于中轨道上的24颗卫星组成。
每颗卫星每天绕地球两次，并且它们的轨道被设计成固定的，以便全天候全球范围内都能接收到信号。
每颗卫星通过广播控制信息和定位信息来发送信号。
二、接收器接收信号GPS接收器通过接收并处理卫星发送的信号来确定自身位置。
接收器内部包含天线用于接收卫星信号，以及处理芯片用于解码和计算信号。
接收器必须能够同时接收来自至少4颗卫星的信号，以便进行位置计算。
三、三角定位GPS定位系统是基于三角测量原理的。
当接收器接收到卫星信号后，它会测量每颗卫星和接收器之间的信号传输时间。
通过这些时间数据，接收器可以计算出自身与卫星之间的距离。
接收器至少要接收到来自4颗卫星的信号，以便进行三角定位。
四、卫星轨道计算接收器在进行三角定位之前，需要知道每颗卫星的准确位置。
为此，GPS接收器会接收卫星广播的控制信息，其中包含了卫星的轨道参数。
通过这些参数，接收器可以计算出每颗卫星的准确位置，并以此为基础进行后续的位置计算。
五、位置计算接收器在获得了至少4颗卫星的距离数据和每颗卫星的准确位置后，可以开始进行位置计算。
接收器使用三角测量原理，通过计算多个卫星与接收器之间的距离来确定自身的位置坐标。
计算过程中需要考虑时钟误差、大气延迟等影响因素，以提高计算的准确性。
六、定位结果呈现GPS接收器一般会将计算得到的位置信息转化为经纬度坐标，并在显示屏上呈现出来。
同时，一些高级的GPS接收器还可以提供地图显示、导航指引等功能，使用户能够更直观地了解自己的位置和前往目的地的路线。
七、应用领域GPS定位系统在许多领域都有广泛的应用。
在交通领域，GPS被用于车辆导航、交通监控等；在航海领域，GPS被用于船舶导航、海上救援等；在户外运动领域，GPS被用于登山、越野等活动；在智能手机上，GPS被用于地图导航、位置共享等功能。
gps的原理
gps的原理
GPS即全球定位系统，是一种基于卫星导航技术的定位系统。
其原理是通过接收来自卫星发送的信号来确定接收器的位置。
具体原理如下：
1. 卫星发射：地球轨道上的GPS卫星通过板载的高精度原子
钟发射信号，信号携带了卫星的位置和时间数据。
2. 接收器接收：GPS接收器接收到来自至少四颗卫星的信号，接收器会检测和识别信号，并计算信号传播时间。
3. 三角定位：GPS接收器通过测量接收到信号的传播时间差，计算出从接收器到卫星的距离。
由于至少需要三个卫星才能确定三个维度的位置，所以GPS接收器需要接收来自至少三颗
卫星的信号。
4. 位置计算：GPS接收器使用接收到的卫星距离信息，结合
卫星位置数据，进行三角测量计算，最终确定接收器的位置。
5. 校正：GPS接收器还需要对信号传播的时间延迟进行校正，因为信号会在大气层中传播时发生折射，导致延迟。
总结来说，GPS的原理就是通过接收卫星发射的信号，并计
算信号的传播时间来确定接收器的位置。
通过多个卫星的信号测量和计算，可以达到较高的定位精度。
gps的工作原理最简单的解释
GPS的工作原理最简单的解释引言全球定位系统（G PS）是一种基于卫星的导航技术，被广泛应用于航空、航海、车辆导航和智能手机等领域。
本文将为您解释G PS的工作原理，并让您了解它是如何准确地确定位置信息的。
什么是G P S？G P S是由美国国防部研发的一种卫星导航系统，利用一组卫星和地面设备来确定地球上任何一个位置的精确坐标。
它由三个主要组件组成：卫星群、控制站和接收器。
GP S的工作原理1.卫星群-G PS使用24颗位于中高地球轨道的卫星组成卫星群，这些卫星分布在地球周围，并以不同的轨道进行运行。
-卫星群中的每颗卫星都持续地向地面发送无线电信号，其中包含有关其位置和时间的信息。
2.接收器-G PS接收器是用来接收和解码卫星发送的信号的设备，它可以是一个专用的设备或内置在智能手机、汽车导航系统等设备中。
-接收器通过接收来自至少四颗卫星的信号来确定其位置。
3.三角测量原理-G PS接收器利用三角测量原理来确定位置。
接收器通过测量与不同卫星之间的时间差来计算信号从卫星到接收器的距离。
-通过测量与至少四颗卫星之间的距离，接收器可以确定自身的位置。
4.信号计算和定位-接收器收到信号后，会计算每颗卫星的距离，并借助卫星发出的时间信息。
这些计算基于信号的传播速度和时间差。
-接收器会将接收到的距离信息与卫星的已知位置进行比较，并使用复杂的数学算法来计算准确的位置坐标。
5.纠正误差-由于地球大气层、天气条件和信号传播路径等因素的影响，G P S信号可能会出现一定的误差。
-为了提高定位的准确性，接收器会使用纠正模型来修正这些误差，例如通过使用差分G PS或使用额外的地面参考站来提供更精确的定位数据。
应用领域G P S的应用广泛，以下是一些常见的应用领域：-航空和航海导航：飞行员和船长可以使用G PS来确定飞机和船只的精确位置，以便导航和定位。
-车辆导航：汽车导航系统利用G PS来提供实时导航指引，帮助司机准确地找到目的地。
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卫星导航系统定位原理
GPS卫星导航系统定位原理
GPS卫星导航系统是一种利用全球定位系统（GPS）卫星进行定位和
导航的技术。
GPS卫星定位原理基本上是通过接收来自多颗卫星的信号，
计算接收器与卫星之间的距离，然后通过三角测量原理确定接收器的位置。
下面将详细介绍GPS卫星导航系统的定位原理。
GPS卫星导航系统由24颗主动运行的GPS卫星组成，它们轨道分布
在离地球表面约2万公里的距离。
每颗卫星围绕地球轨道运行，以保持全
球覆盖。
每颗卫星都携带了一块原子钟，用于精确测量时间。
GPS接收器
将接收来自至少三颗卫星的信号，通过这些信号所携带的精确的时间信息，计算接收器与卫星之间的距离。
GPS信号被发送到地球表面，经过大气层，传播到接收器所在的位置。
在经过大气层的过程中，信号会受到影响而发生延迟和变形，这会影响测
量距离的准确性。
为了减小这些误差，GPS卫星同时向接收器发送多个频
率的信号，其中包括L1频段（1575.42MHz）和L2频段（1227.60MHz）。
接收器通过比较两个频段信号的延迟，可以减小大气层的影响。
接收器接收到GPS信号后，会通过测量信号从卫星发射到接收器的时
间延迟，来计算接收器与卫星之间的距离。
由于信号在真空中以光速传播，因此接收器能通过测量时间延迟来计算距离。
然而，由于接收器的钟与卫
星的钟之间存在时间差，需要进行时间同步校准。
通过至少同时接收三颗
卫星的信号并测量它们与接收器之间的距离，接收器可以确定自身的位置。
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。
简述gps定位的基本原理和过程
GPS全称为全球定位系统，是一种利用人造卫星进行定位的导航系统。
它的基本原理是通过计算卫星和接收器之间的距离来确定接收器的位置，实现位置的精确定位和导航功能。
GPS定位的基本过程包括信号发射、信号传播、接收器接收和信号处理，下面将逐一介绍。
一、信号发射1.1 GPS系统由一组绕地球轨道运行的卫星组成，这些卫星每天都在精确预定的轨道上运行，向地球发送无线电信号。
1.2 GPS信号是由多个卫星同时发射的，通常至少需要4颗卫星进行定位计算。
这些卫星分布在地球表面上空的不同位置，以确保在任何时间、任何地点都可以接收到至少4颗卫星的信号。
二、信号传播2.1 GPS卫星发射的信号是以电磁波的形式传播，经由大气层以及其他影响媒介，传播至地面接收器。
信号在传播过程中会受到大气层、地形、建筑物等因素的干扰，因此接收器需要对信号进行处理，去除干扰影响。
2.2 由于地球与卫星之间的距离很远，信号的传播速度极快，因此在信号传播过程中，需要考虑信号的传播时间，以及卫星和接收器之间的相对速度。
三、接收器接收3.1 GPS接收器是指能够接收并处理卫星信号的设备，它通常由天线、接收模块、处理器和显示器等部分组成。
3.2 接收器通过天线接收卫星发射的信号，然后将信号传输至接收模块进行处理。
在处理过程中，接收模块需要对信号进行放大、滤波、解调等操作，以便后续的定位计算。
3.3 接收器会同时接收到来自多颗卫星的信号，通过对这些信号的处理，可以确定每颗卫星和接收器之间的距离。
四、信号处理4.1 信号处理是指接收器通过对接收到的卫星信号进行计算和分析，得出接收器的准确位置和导航信息的过程。
4.2 通过对多颗卫星信号的处理，接收器可以计算出卫星和接收器之间的距离，并通过三角测量的原理确定接收器的位置。
4.3 除了位置信息，接收器还可以根据卫星信号的时间信息，计算出接收器相对于卫星的速度，并推导出导航信息。
接收器也会进行误差修正，提高定位的精度和准确性。
GPS定位系统原理简明讲解
GPS定位系统原理简明讲解GPS（全球定位系统）是由美国政府开发并控制的卫星导航系统，该系统由一组位于地球轨道上的卫星和一些地面控制站组成。
GPS的基本原理是利用三角测量的方法，通过测量卫星信号到达接收器的时间来确定接收器的位置。
GPS系统由24颗工作卫星和几颗备用卫星组成。
这些卫星分布在地球轨道上，每颗卫星以约2小时的时间周回地球一次。
接收器接收到3颗以上的卫星信号后，可以计算出一个二维位置（经度和纬度），当接收到4颗及以上的卫星信号时，可以计算出一个三维位置（经度、纬度和海拔高度）。
接收器接收到卫星信号后，先通过计算信号传播时间来确定接收器与卫星的距离，然后通过三角测量算法计算出接收器的位置。
具体过程如下：1.接收器接收到卫星发送的信号后，通过测量信号的到达时间来判断与卫星的距离。
每颗卫星会在信号中携带自己的时间数据，接收器将接收到信号的时间与卫星的时间数据进行对比，计算出信号的传播时间。
由于信号以光速传播，可以将传播时间转换为距离。
2.接收器接收到至少3颗卫星的信号后，可以通过三角测量算法计算出接收器的二维位置。
三角测量的基本原理是，通过测量接收器与至少3个已知位置的卫星之间的距离，然后利用三角形的几何特性计算出接收器的位置。
这个计算过程需要考虑卫星信号的精确时钟以及信号传播的误差等因素。
3.当接收器接收到第4颗及以上的卫星信号后，可以计算出接收器的三维位置。
由于地球是一个不规则的椭球体，所以还需要考虑地球的形状因素，以及海拔高度的影响。
除了确定位置，GPS还可以计算出速度和行驶方向。
当接收器接收到两次位置测量结果之间的时间差时，可以计算出速度。
通过计算位置测量结果的差异，可以确定行驶方向。
总结起来，GPS定位系统的原理就是通过接收卫星发送的信号，测量信号的到达时间和距离，然后利用三角测量算法计算出接收器的位置。
这种定位系统广泛应用于航海、航空、交通、导航和军事等领域，为人们的出行提供了方便。
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1 2 2
二、GPS的组成及工作原理
距离测量采用单程测量方法：通过测量信号从卫星发送到接收 机所用的时间，乘以信号传播速度，就可以求得距离：
r C T
站在卫星角度，知道信号什么时间发射出去的，但是不知道信号是什么时 间到达接收机的；站在接收机角度，知道信号什么时间收到的，但是不知道 信号是什么时间发送出来的。 由于全球定位系统采用了单程测距原理，所以要准确地测定卫星至观测 站的距离，就必须使卫星钟与用户接收机钟保持严格同步。但在实践中这是 难以实现的。
三、GPS定位系统的应用
汽车卫星导航系统 １９９４年，德国宝马汽车公司第一个在它生产的“７”系列的顶级汽车 上提供卫星导航设备。 到２０世纪末，大多数中等级别的汽车都将有卫星导航系统。公路的利 用率将因此而提高３０％，并逐步会发展成全球一体化的运输网。 据预测，在2010~2015年间，约有50％的汽车在出厂时，就已经装备了 车载导航系统。
二、GPS的组成及工作原理
2. 地面控制系统 跟踪计算卫星的轨道参数并发送给卫星，由卫星通过导航电文发送给用户； 保持各颗卫星的时间同步； 必要时对卫星进行调度。 1个主控站:Colorado springs(科罗拉 多.春田市)。
前方交会
后方交会
3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦 加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及 Hawaii(夏威夷)。
一般, GPS接收机可同时收到的4-11颗卫星的。位置信息。
差分定位技术
• 如果使用载波差 分或同时使用载 波 差分 及 伪 距 差 分 则 定位 精 度 可 达 5 - 10 mm
A
B
什么是RTK技术
常规GPS的测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进 行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位 精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分(Real - time kinematic)方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形 测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率。RTK定 位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值，相位观测值)及已 知数据传输给流动站接收机。
二、GPS的组成及工作原理
GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L波段的载频无线电测 距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接收机天线所在的位 置。在地平线上的卫星数目在4——11颗左右，在地球的任何地方都能同时收 到4颗 以上卫星发出的信号，计算机根据这些信号可计算出用户目前在地球坐 标系中的位置。卫星在围绕其轨道运行时，向地面发出的信息，包括其轨道位 置信息和电波发射时刻信号。接收机根据卫星所发出的信号到接收到信号所经 历的时间，便可算出两者的距离。 1、GPS的组成 GPS定位系统是由以下三个部分组成：
Байду номын сангаас
二、GPS的组成及工作原理
时间延迟实际为信号的接收时刻与发射时刻之差，即使不考虑大 气折射延迟，为得出卫星至测站间的正确距离，要求接收机钟与卫 星钟严格同步，且保持频标稳定。实际上，这是难以做到的，在任 一时刻，无论是接收机钟还是卫星钟，相对于GPS时间系统下的标 准时（以下简称GPS标准时）都存在着GPS钟差，即钟面时与GPS 标准时之差。 设接收机p1在某一历元接收到卫星信号的钟面时为tp1，与此相应的标 准时为Tp1，则接收机钟钟差为
示为
ip1 c(Tp1 T i ) c ip1
可得
c(t p1 t ) c(t p1 t )
i p1 i i
二、GPS的组成及工作原理
虽然卫星和接收机时钟不同步，但是卫星和卫星之间的时钟是同步的， i 这样我们可以把接收机和GPS卫星的时钟差Ta= t p1 t 。当作一个未 知量，增加一颗观察卫星，求解这四个未知数，四个等式的方程组，即 可求得终端的位置（x，y，z）以及接收机和卫星之间的时钟差Ta。 卫 星越多精度越高。
二、GPS的组成及工作原理
GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据， 采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置，如图所示。 为了求得GPS终端的位置（x,y,z），需要先获得两组数据： 1）GPS终端到各个卫星之间的距离：r1,r2,r3 2）各个卫星的位置：Xn,Yn,Zn
GPS定位系统
李含伦 lihanlun@
目录
一、GPS的发展背景
二、GPS的组成及工作原理
三、GPS定位系统的应用
四、其它的卫星定位系统
一、GPS的发展背景
1、 GPS的定义 全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的 空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三 维速度和时间信息。 2、GPS发展过程 1958年，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国海军舰艇导航的卫星 系统，即“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System—— NNSS）。由于该系统卫星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。 1964年该系统建成，并在美国军方启用。 1967年美国政府批准该系统解密，提供民用。 美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。 经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三 项庞大空间计划。
三、GPS定位系统的应用
GPS在道路工程中的应用 随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线 路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足 高精度的要求。目前，国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控 制网，然后用常规方法布设导线加密。实践证明，在几十公里范围内的 点位误差只有2厘米左右，达到了常规方法难以实现的精度。 GPS技术也同样应用于特大桥梁的控 制测量中，可以提高点位精度，同时对 检测常规测量的支点也非常有效。
r 1 [(X 1 x ) (Y 1 y ) (Z 1 z ) ]
2 2 2 2
1 2 2 1 2 2
r 2 [(X 2 x ) (Y 2 y ) (Z 2 z ) ] r 3 [(X 3 x )2 (Y 3 y )2 (Z 3 z ) ]
RTK测量原理图
发射电台 接收电台 GPS主机 GPS主机
移 动 站
基准站
采集器
三、GPS定位系统的应用
4.1 GPS的应用都是基于以下两个基本服务 一、空间位置服务 1.定位：汽车防盗、紧急救生； 2.导航：交通工具导航、导弹制导； 3.测量：距离、速度、大地测绘； 二、时间服务 1.系统同步：CDMA通信系统、电力系统； 2.授时。
2 2 1 2 2
1 2 2
二、GPS的组成及工作原理
从方程组知道，要求出接收机的准确位置，还需要知道这四颗卫星自身的 准确位置。 卫星的准确位置是由GPS卫星轨道参数和参考时间计算出来的，这些信息称 为卫星星历，它包含在GPS的卫星电文中。 可确定物体（如飞行器）位置（经度、纬度、高度）；？
卫星越多,定位越准确；
4 测速功能 通过GPS对卫星信号的接收计算,可以测算出行驶的具体速度,比一般的里程 表准确很多。
三、GPS定位系统的应用
汽车卫星导航系统的缺点 由于汽车卫星导航系统的自身工作特点决定了它要精确工作需要的两个 条件： 1）精确的坐标；2）准确的地图。
精确的坐标 这个只有依靠全球定位系统才能解决的，目前也就四个系统，美国的GPS， 俄罗斯“格格纳斯”，中国“北斗”，欧盟“伽利略“，民用方面所能够达到的 精度有限，在一些特殊时期精度将会人为降低。 准确的地图 处于国家安全的考虑，各国公布的地图精度有限，某些特殊地区（政府 机关所在地等）可能会发生一定的偏移。而在一些急需导航的偏远地区地 图的准确度更低，经济发达地区的地图精度要好。
三、GPS定位系统的应用
3.2 汽车GPS导航系统的功能 1 导航功能 使用者在车载GPS导航系统上任意标注两点后,导航系统便会自动根据当 前的位置,为车主设计最佳路线。 2 转向语音提示功能 车辆遇到前方路口或者转弯,车载GPS语音系统提示用户转向等语音提示。 3 定位功能 GPS通过接收卫星信号,可以准确地定出其所在的位置,位置误差小于10m。
四、其它的卫星定位系统
1、俄罗斯GLONASS（格洛纳斯）系统 尽管其定位精度比GPS、伽利略略低，但其抗干扰能力却是最强的。 2、欧洲“伽利略计划” 与美国的GPS相比，“伽利略”系统可以为民用客户提供更为精确的定位， 其定位精度可以达到1米，而GPS只能达到10米。 3、北斗卫星导航系统 定位精度与GPS民用定位精度相当；具有短报文通信功能，一次 可传送多达120个汉字的信息。
t p1 t p1 Tp1
若该历元第i颗卫星信号发射的钟面时为t i，相应的GPS标准时为T i， 则卫星钟钟差为
t t T
i i
i
二、GPS的组成及工作原理
若忽略大气折射的影响，并将卫星信号的发射时刻和接收时刻均化 算到GPS标准时，则在该历元卫星i到观测站p1的几何传播距离可表
三、GPS定位系统的应用
GPS预警器 GPS预警器是通过GPS卫星在GPS预警器中设定坐标来完成的， 比如遇到一个电子眼，然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐 标，这样，使得装上这个坐标点数据的预警器到达这个点时，在达到坐 标点的前300米左右就会开始预警，告诉车主前面有电子眼测速，不能 超速驾驶，这样就起到一个预警作用。 GPStar智能GPS系统 主要由两大部分组成，即：本地的监控中心软件管理平台和远程 的GPS智能车载终端。远程的GPS智能车载终端将车辆所处的位置信 息、运行速度、运行轨迹等数据传回到监控中心，监控中心接收到这 些数据后，会立即进行分析、比对等处理，并将处理结果以正常信息 或者报警信息两类形式显示给管理员，由管理员决定是否要对目标车 辆采取必要措施。