小王子介绍什么是GPS

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2025/12/20 11:05:23
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小王子介绍什么是GPS1. GPS概述GPS(全球定位系统)是一种全球卫星定位系统,任何人均可轻松使用,一天 24 小时,地球上任何地方均可使用,并提供高度精确的位置和时间信息。2. GPS的工作原理三块式结构GPS由三个部分组成:GPS卫星(空间段)GPS 卫星部署在距离地球表面约…

小王子介绍什么是GPS


1. GPS概述

图 1-1 GPS 卫星轨道

GPS(全球定位系统)是一种全球卫星定位系统,任何人均可轻松使用,一天 24 小时,地球上任何地方均可使用,并提供高度精确的位置和时间信息。

2. GPS的工作原理

三块式结构

图 1-2 GPS 的三个要素

GPS由三个部分组成:

  • GPS卫星(空间段)

  • GPS 卫星部署在距离地球表面约 20,000 公里的六个轨道上,每 12 小时左右有四颗或更多卫星绕地球运行。

  • 地面控制(控制段)

  • 地面控制中心监测和控制 GPS 卫星,并进行定期维护,以确保卫星的时间和轨道不会超出可接受的范围。

  • GPS接收器(用户段)

  • GPS接收器接收来自GPS卫星的无线电波,并计算出您的位置。

关于GPS定位

GPS定位始于从已知点(GPS卫星)发射的时间信号。接收信号的时间与接收时间之差决定了到该卫星的距离。类似地,计算到其他三颗卫星的距离。测量到这三颗GPS卫星的距离即可确定接收器的位置。然而,仅计算到三颗卫星的距离并不精确。这是因为接收器的时钟会产生距离误差。卫星配备了精确的原子钟,因此不存在时间误差。但是,接收器的时钟精度不如卫星,因此仍然存在误差。现在,我们考虑第四颗卫星。通过计算由前三颗卫星计算出的位置,并结合第四颗卫星的时间计算出当前位置,可以减少误差。图1-3展示了一个二维定位的示例。
已知两个已知点及其到这两个点的距离,即可确定当前位置。同时,还可以确定精确时间。将 A 点和 B 点放置在 GPS 卫星上,并添加其他已知点,即可构成整个系统。

图 1-3 确定定位位置