以美國全球定位系統為例,說明衛星定位的基本原理。 24顆GPS衛星以12小時為一個周期,在距地面20200公里的高度繞地球運行,這樣在任何時候,地面上任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。 由于衛星的位置是準確已知的,在GPS觀測中,我們可以得到衛星到接收器的距離。 利用三維坐標中的距離公式,利用3顆衛星,我們可以組成3個方程來求解觀測點的位置。 考慮到衛星時鐘與接收機時鐘之間的誤差,實際上存在X、Y、Z和時鐘差4個未知數,因此需要引入第4顆衛星組成4個方程來求解,從而獲得緯度和經度。 事實上,接收器常常可以鎖定4顆以上的衛星。 此時,接收機可以根據衛星的星座分布將其分為若干組,每組有4顆衛星,然后通過算法選擇誤差最小的組進行定位。 提高準確性。 由于衛星軌道和衛星時鐘的誤差、對流層和電離層對信號的影響以及人為的SA保護政策,民用GPS的定位精度只有100米。 為了提高定位精度,差分GPS技術被廣泛應用,建立參考站(差分站)進行GPS觀測。 利用已知參考站的精確坐標與觀測值進行比較,從而得到修正數并向外界發布。 實驗表明,使用較差的GPS,定位精度可以提高到5米。
以美國全球定位系統為例,說明衛星定位的基本原理。
24顆GPS衛星以12小時為一個周期,在距地面20200公里的高度繞地球運行,這樣在任何時候,地面上任意一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。
由于衛星的位置是準確已知的,在GPS觀測中,我們可以得到衛星到接收器的距離,利用三維坐標中的距離公式,使用3顆衛星,我們可以形成3個方程來求解位置觀察點 (X , Y, Z)。 考慮到衛星時鐘與接收機時鐘之間的誤差,實際上存在X、Y、Z和時鐘差4個未知數,因此需要引入第4顆衛星組成4個方程來求解,從而獲得緯度和經度。
事實上,接收器常常可以鎖定4顆以上的衛星。 此時,接收機可以根據衛星的星座分布將其分為若干組,每組有4顆衛星,然后通過算法選擇誤差最小的組進行定位。 提高準確性。
由于衛星軌道和衛星時鐘的誤差、對流層和電離層對信號的影響以及人為的SA保護政策(2000年5月1日取消),民用GPS的定位精度只有100米。 為了提高定位精度,廣泛采用差分GPS(DGPS)技術,建立參考站(差分站)進行GPS觀測,利用已知的參考站精確坐標與觀測值進行比較,得到修正值編號并向公眾發布。 接收器收到改正數后,將其與自身觀測值進行比較,消除大部分誤差,得到較為準確的位置。 實驗表明,使用較差的GPS,定位精度可以提高到5米。