GPS的工作原理是？

Question

如题所述

Answer 1

1. GPS定位系统的工作原理基于测量卫星与用户接收机之间的距离。
2. 这一距离的测量是通过计算卫星信号传播到用户所需时间，并乘以光速得出的伪距（PR）。
3. 卫星发射的导航电文包含星历数据、工作状况、时钟改正等信息，以二进制码元组成的伪随机码进行传输。
4. GPS系统使用两种伪码：民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码用于民用，P码则更为精确。
5. 用户接收机接收导航电文，提取卫星时间，并与自身时钟对比，计算出距离。
6. 利用卫星星历数据，接收机进一步计算出卫星发射电文时的位置，从而得知用户在WGS-84坐标系中的位置和速度。
7. 用户接收机中的时钟与卫星星载时钟可能不同步，因此需要引入时间差（Δt）作为未知数，通过解算四个方程得出接收机的位置。
8. 至少需要接收到四个卫星信号，才能确定接收机的位置。
9. GPS接收机能接收到精确至纳秒级的时间信息、卫星位置预报、用于计算定位的广播星历，以及系统信息。
10. 通过量测伪距，可以得到卫星到接收机的距离，但由于存在误差，称为伪距。
11. 接收机解码卫星信号并去除调制在载波上的信息，以恢复载波相位，用于更精确的定位。
12. 相对定位（差分定位）通过在两台以上接收机之间计算观测数据，提高定位精度。
13. 双频接收机利用不同频率的观测量抵消电离层误差，提高精度。
14. GPS定位是通过空间距离后方交会的方法，以卫星位置作为已知数据，确定待测点的位置。
15. GPS接收机提供多种设置，包括坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式等。
16. 经纬度是GPS数据的主要表示方式，有多种表示格式，包括度.度的十进制小数部分、度.分.分的十进制小数部分、度.分.秒等。
17. 经纬度的表示与GPS接收机的型号和设置有关。
18. 经度单位距离与纬度相关，只有在纬度为零即赤道上，一个经度之间的距离才是一个常数。