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GPS的工作原理是什么?

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航
  • 来源:司南导航
  • 发布时间:2019-08-21 11:41
  • 访问量:

【概要描述】

GPS的工作原理是什么?

【概要描述】

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航
  • 来源:司南导航
  • 发布时间:2019-08-21 11:41
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  GPS的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗GPS卫星的数据就可知道接收机的具体位置。因为需要计算三维位置及偏差,所以需要至少4颗卫星。

  GPS卫星和用户接收机之间的距离通过光速乘以时间得到,也就是卫星在太空中向接收发射信号,经过时间T接收机接收信号,那么两者之间的距离S=V×T

  卫星信号从太空传向地面,经过对流层、电离层等大气层受到阻碍,延迟了地面获取信号的时间,因此通过这种方法测得的距离并不是精确的,我们称之为伪距。由于使用的码元宽度较大的C/A码,伪距测量的精度只有米级。由于精度问题 ,专家们又开发出高精度载波相位测量;采用码元宽度较小的p码,精度能达到厘米级,大大提高了GPS定位精度。

  设GPS卫星上某一时刻的载波相位为φ1经过距离L后到达接收机时相位为φ2  ,那么载波所经历过的载波相位变化为φ2- φ1 。 其测距公式为:

  L=λ(φ2- φ1

  其中,l为卫星到接收机的距离;λ为已知载波的波长;

  另外,载波相位测量存在整周模糊度。如果所有的误差项都被减小,整周模糊度能被解出来,载波相位测量将转化为精确的伪距测量值并形成精确定位估算。

  在整个GPS定位过程中,电离层、电磁波延迟等影响是不可避免但我们可以使用双频接收机尽量消除GPS工作的误差。双频GPS卫星接收机可以同时接收L1,L2载波信号,利用双频载波信号受电离层延迟影响的差异性,通过计算出电离层延时,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响。

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