GPS定位系统是如何定位的
kuaidi.ping-jia.net 作者：佚名 更新日期：2024-06-27
摘要：全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。下面小编就介绍一下GPS导航的定位原理和GPS定位系统是如何定位的。一、GPS定位系统是如何定位的
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和时钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。
车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。
在此基础上，将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。
全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
二、GPS导航的定位原理
d1=[(x1-x2)^2+（y1-y2）^2+（z1-z2）^2]^1/2+c(Vt1-Vt0)
d2=[(x2-x)^2+（y2-y）^2+（z2-z）^2]^1/2+c(Vt2-Vt0)
d3=[(x3-x)^2+（y3-y）^2+（z3-z）^2]^1/2+c(Vt3-Vt0)
d4=[(x4-x)^2+（y4-y）^2+（z4-z）^2]^1/2+c(Vt4-Vt0)
上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vto为未知参数，其中di=c△ti(i=1、2、3、4)。
di(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度（即光速）。
四个方程式中各个参数意义如下：
x、y、z为待测点坐标的空间直角坐标。
xi、yi、zi(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。
Vti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vto。
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
什么是GPS技术?
答：GPS（全球定位系统）技术是以人造卫星组网为基础的导航定位系统，利用人造卫星进行点位测量导航技术的一种。GPS定位系统的基本观测量是距离，可以提供实时的定位和测量应用。目前，GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。1．全球定位系统的构成 （1）地面控制部分，由主控站...
卫星定位的基本原理是什么?
答：GPS导航系统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，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。卫星定位系统是一种使用卫星对某物进行准确定位的技术，它从最初的定位精度低、不能实时定位、难以提供及时的导航服务，发展到现如今的高精度GPS全球定位系统，实现了在任意时刻、地球...
GPS定位导航系统是什么原理
答：全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称.它的含义是利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统.它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统.GPS用户部分的核心是GPS接收机.其主要由基带信号处理和导航解算...
手机定位方法
答：首先需要下载一个定位软件,可以使用智能手机接收百度电子地图,对要寻找的手机主人周边环境有一个直观了解。GPS卫星定位系统可以通过GPS卫星定位系统,精准到手机号码所在详细街道。是通过GPS和手机三角基站信号交叉而产生的位置结果,有很多种方式显示手机定位的结果,比如电子地图卫星地图和文字及精度纬度。安装寻达...
gps卫星定位系统s是如何工作的
答：你可能会问："我们怎么能确切测量我们离太空中的一颗卫星有多远？我们怎么确切地知道一颗移动的卫星在哪儿？"这是我们此时忽略的两个细节。相信我，这些可以计算出来。现在就假设我们能确切地计算出卫星在太空中的位置，我们离它有多远。那么GPS的基本概念就简单了：假设我们迷路了，想为自己定位。如果我们...
无人机GPS定位系统是利用什么来进行工作的?
答：GPS。飞控系统通常通过全球卫星定位系统（GPS）来获得无人机的经纬度位置信息，以确认无人机的自身位置。GPS是一种基于卫星定位的全球定位系统，通过接收来自卫星的信号，可以确定接收器的位置、速度和时间信息。不要。大疆的无人机使用GPS定位系统可以在没有流量的情况下正常飞行。GPS定位系统是基于卫星信号...
GPS全球定位系统是如何实现定位的?
答：这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空...
gps的工作原理是什么?
答：采用差分GPS技术(DGPS),可消除以上所提到大部分误差,以及由于SA所造成的干扰,从而提高卫星导航定位的总体精度,使系统误差达到10到15米之内。GPS技术的错差在GPS定位过程中,存在三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所共有的,例如:卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由...
全球卫星定位系统的定位原理
答：而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是...
精速航模手机定位方法揭秘
答：想了解精速航模手机如何定位?以下为你揭秘三种定位方式,帮助你选择合适的定位方式,提高定位的精度。GPS定位GPS定位是利用全球定位系统(GPS)进行定位,通过接收卫星信号轻松确定位置。在户外环境下,GPS定位的准确度极高,为你提供精确的经纬度信息。基站定位基站定位是利用手机与移动通信基站进行通信,利用信号强度和...
24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和时钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。
车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配，便可确定汽车在电子地图中的准确位置。
在此基础上，将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示，操纵手中的遥控器即可实现上述功能，从而轻松自如地驾车。
全球定位系统（GlobalPositioningSystem）是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制。主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。
二、GPS导航的定位原理
d1=[(x1-x2)^2+（y1-y2）^2+（z1-z2）^2]^1/2+c(Vt1-Vt0)
d2=[(x2-x)^2+（y2-y）^2+（z2-z）^2]^1/2+c(Vt2-Vt0)
d3=[(x3-x)^2+（y3-y）^2+（z3-z）^2]^1/2+c(Vt3-Vt0)
d4=[(x4-x)^2+（y4-y）^2+（z4-z）^2]^1/2+c(Vt4-Vt0)
上述四个方程式中待测点坐标x、y、z和Vto为未知参数，其中di=c△ti(i=1、2、3、4)。
di(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度（即光速）。
四个方程式中各个参数意义如下：
x、y、z为待测点坐标的空间直角坐标。
xi、yi、zi(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得。
Vti(i=1、2、3、4)分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z和接收机的钟差Vto。
GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
答：GPS（全球定位系统）技术是以人造卫星组网为基础的导航定位系统，利用人造卫星进行点位测量导航技术的一种。GPS定位系统的基本观测量是距离，可以提供实时的定位和测量应用。目前，GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。1．全球定位系统的构成 （1）地面控制部分，由主控站...
答：GPS导航系统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，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。卫星定位系统是一种使用卫星对某物进行准确定位的技术，它从最初的定位精度低、不能实时定位、难以提供及时的导航服务，发展到现如今的高精度GPS全球定位系统，实现了在任意时刻、地球...
答：全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称.它的含义是利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统.它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统.GPS用户部分的核心是GPS接收机.其主要由基带信号处理和导航解算...
答：首先需要下载一个定位软件,可以使用智能手机接收百度电子地图,对要寻找的手机主人周边环境有一个直观了解。GPS卫星定位系统可以通过GPS卫星定位系统,精准到手机号码所在详细街道。是通过GPS和手机三角基站信号交叉而产生的位置结果,有很多种方式显示手机定位的结果,比如电子地图卫星地图和文字及精度纬度。安装寻达...
答：你可能会问："我们怎么能确切测量我们离太空中的一颗卫星有多远？我们怎么确切地知道一颗移动的卫星在哪儿？"这是我们此时忽略的两个细节。相信我，这些可以计算出来。现在就假设我们能确切地计算出卫星在太空中的位置，我们离它有多远。那么GPS的基本概念就简单了：假设我们迷路了，想为自己定位。如果我们...
答：GPS。飞控系统通常通过全球卫星定位系统（GPS）来获得无人机的经纬度位置信息，以确认无人机的自身位置。GPS是一种基于卫星定位的全球定位系统，通过接收来自卫星的信号，可以确定接收器的位置、速度和时间信息。不要。大疆的无人机使用GPS定位系统可以在没有流量的情况下正常飞行。GPS定位系统是基于卫星信号...
答：这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。 全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空...
答：采用差分GPS技术(DGPS),可消除以上所提到大部分误差,以及由于SA所造成的干扰,从而提高卫星导航定位的总体精度,使系统误差达到10到15米之内。GPS技术的错差在GPS定位过程中,存在三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所共有的,例如:卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由...
答：而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是...
答：想了解精速航模手机如何定位?以下为你揭秘三种定位方式,帮助你选择合适的定位方式,提高定位的精度。GPS定位GPS定位是利用全球定位系统(GPS)进行定位,通过接收卫星信号轻松确定位置。在户外环境下,GPS定位的准确度极高,为你提供精确的经纬度信息。基站定位基站定位是利用手机与移动通信基站进行通信,利用信号强度和...
