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手机上的GPS是怎样定位的?贵阳GPS带你了解一下

手机上的GPS是怎样定位的?贵阳GPS带你了解一下

发布日期:2021-03-12 11:08 来源: 点击:

手机上的GPS是怎样定位的?贵阳GPS带你了解一下

全球卫星导航系统主要的功用就是定位和导航。那么,它是怎样工作的呢?卫星导航功能主要分为三个部分:空间部分——卫星星座、地上控制部分——地上监控系统、用户设备部分——GPS信号接收机。

空间部分

也就是大家了解的卫星,它能够理解成一个时时刻刻都在向外发送数据信息的电台,数据的传输是单向的。这个信号包括:时间信号、测距信号和卫星在天上的瞬时坐标信号等等。

地面控制部分

就是地面站,有地面的监测站、测定轨站等站点,它用来监控卫星的状态、对卫星进行调度,卫星的瞬时坐标、卫星的时钟校准、卫星的运转姿态的调整等信息,卫星自身并不知道,都是地面系统告诉它的。

用户设备部分

GPS信号接收机,它可以装在导弹上、飞机上、船只上,以及大家的手机上,接收卫星广播的信号并进行计算处理,找到自己的方位,所以大家的手机是能够接收、处理信号,然后通过计算处理来实现自身定位的,这些复杂的作业之所以能够在大家手机上完成,都是由于现代芯片水平高。

那卫星导航系统到底是怎样定位的呢?其实就是手机通过接收4颗以上卫星的定位信息来找到自己的方位。从原理上讲,它用的是三球定位或许说是三圆定位法,这其中还用到一些数学常识呢!

为什么是四颗卫星呢?大家大家都知道,在平面上,三个圆可以确定一个点,卫星在天上,用的是三维坐标系,三个球面有两个交接点,而接收机就在其中的一个点上,再加上地球也算一个球面,除了不在地上的那个点,另外一个点就是接收机的位置。那么怎样找到这个点的坐标呢?

卫星在发送位置信息的同时,也会附加发送时间,当用户接收机接收到卫星信号时,用当前时间减去卫星发送信号时的时间,就能得到信号在空中的传播时间了(t)。信号传达时间乘以信号的传达速度(c),就得到GPS卫星到用户接收机的距离了(ct),假定用户一同接收了3颗GPS卫星的传输信号,则在三维空间中,就能够通过3颗卫星的位置和3颗卫星与用户接收机的距离,通过解方程推算出用户接收机的位置。 

这么说三颗卫星就能够定位了,那为什么要四颗卫星呢?这是由于卫星与接收机这么近,由于导航系统是根据时间来确定间隔,卫星和接收机上的时钟要做到同步和准确,不然偏差会很大,所谓差之毫厘,谬之千里,因此时间要校准,只能把时间也作为一个未知数,所以需求四颗卫星的信号。 

定位进程中,GPS卫星提供的是已知的数据,这个数据是地面控制部分传递给它的,GPS信号接收机只管接收,通过对数据的计算处理实现定位,这个过程是在接收机上完成的。卫星并没有直接把接收机的坐标告诉接收机,接收机也不用向卫星发送请求。

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