GPS卫星定位的基本原理是怎样的?

2020-06-17 科技 94阅读

基本原理

定位原理简介
全球卫星定位系统(global positioning system,gps)是由美国政府所发展,整个系统约分成下

列三个部份:
1. 太空卫星部份:由24 颗绕极卫星所组成,分成六个轨道,运行于约20200 公里的高空,绕行

地球一周约12小时。每个卫星均持续着发射载有卫星轨道资料及时间的无线电波,提供地球上

的各种接收机来应用。
2. 地面管制部份:这是为了追踪及控制上述卫星运转,所设置的地面管制站,主要工作为负责

修正与维护每个卫星能保持正常运转的各项参数资料,以确保每个卫星都能提供正确的讯息给

使用者接收机来接收。
3. 使用者接收机:追踪所有的gps 卫星,并实时地计算出接收机所在位置的坐标、移动速度及

时间,garmin gps 即属于此部份。

我们一般民间所能拥有及应用的,就是第三部份。计算原理为:每个太空卫星在运行时,任一

时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知值),接收机所在的位置坐标为未知值,而太空

卫星的讯息在传送过程中,所需耗费的时间,可经由比对卫星时钟与接收机内的时钟计算之,

将此时间差值乘以电波传送速度(一般定为光速),就可计算出太空卫星与使用者接收机间的

距离,如此就可依三角向量关系来列出一个相关的方程式。一般我们使用的接收机就是依上述

原理来计算出所在位置的坐标资料,每接收到一颗卫星就可列出一个相关的方程式,因此在至

少收到三卫星后,即可计算出平面坐标(经纬度)值,收到四颗则加上高程值,五颗以上更可

提高准确度,这就是gps的基本定位原理。一般来说,使用者接收机每一秒钟的坐标资料都是最

新的,也就是说接收机会自动不断地接收卫星讯息,并实时地计算其所在位置的坐标资料,如

此使用者便不需担心是否接收机显示的资料太旧或是不准确了。

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