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GPS定位原理

我們通常所說的GPS定位指的是衛星定位,但其實衛星定位是GNSS(Global Navigation Satellite System)定位,GPS定位只是GNSS定位的一種。

一、GPS定位怎樣實現呢?

1. 天上同時有24顆分佈在6個軌道上(21顆使用,3顆備用)在不停的圍繞地球轉動。

2. 這些衛星不斷髮送自己的位置資訊。

3. 接收機接收到多顆衛星發出的訊號,根據訊號的傳播時間推算出接收機和衛星的距離,進而解算出接收機自己的位置。

(圖片來自網路)

二、按理來說空間已知3個不共面的點就可以確定一個空間3D座標,為什麼GPS定位要求要接收至少4顆衛星的位置才能完成定位呢?

(圖片來自網路)

這是因為接收機的時鐘和衛星的時鐘存在差異,所以三顆衛星計算位置,另一顆衛星用來修正誤差。

三、GPS為什麼啟動慢?

1. 需要時間搜星;

2. 接收到的GPS訊號需要解調;

3. 衛星不斷髮送週期為30s的電文,要對這30s的資訊進行解析找到位置資訊。

這就是所謂GPS在沒有任何知識的情況下啟動至少要持續30秒的原因。

四、GPS的誤差

1.電離層導致的誤差;

2.接收裝置導致的誤差;

3.遮擋、多徑效應產生的誤差。

遮擋是接收不到衛星訊號。

多徑效應是不但接收到了衛星直髮的訊號,還接收到了由高大建築物反射而來的訊號,這樣傳播時間就會出來錯誤,進而解算的位置也就會出錯。