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GPS系统定位原理
来源: 作者: 发布时间:2007-05-19  

GPS系统定位的原理主要是测定用户至卫星的距离来定位。测定某点至已知位置的三颗卫星的距离即可确定某点的三维坐标。为什么GPS系统要设计成任何时间都能收到四颗卫星的信号呢?因为GPS接收机中的时钟,不可能设置昂贵的原子钟,所以就利用测定第四颗卫星,来校准GPS接收机的时钟。

1.确知卫星所处的准确位置。

GPS系统场面控制部分的监测站通过各种手段,连续不断监测卫星的运行状态,适时发送控制指令,使卫星保持在正确的运行轨道。将正确的运行轨迹编成星历,注入卫星,且经由卫星发送给GPS接收机。正确接收每个卫星的星历,就可确知卫星的准确位置。

2.确知时间基准

 GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟,并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息,同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息,使与自身的时钟同步,就可获得准确的时间。每测量三颗卫星可以定位一个点。利用第四颗卫星和前面三颗卫星的组合,可以测得另一些点。理想情况下,所有测得的点,都应该重合。但实际上,并不完全重合。正是利用这一点反过来可以校准GPS接收机的时钟。

3.测定卫星至用户的距离

为了获得距离观测量,主要采用两种方法:第一种方法是测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间,称为伪距测量;第二种方法是测量具有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差,即载波相位测量。采用伪距观测量定位速度最快,而采用载波相位观测量定位精度最高。通过对4颗或4颗以上的卫星同时进行伪距或相位的测量即可推算出接收机的三维位置


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