GPS定位基本原理
- 发表时间：
- 2017-04-25 16:13:33
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所谓定位，即是要求解某物体在三维空间下的坐标值（如x-y-z），而GPS定位原理主要是透过测距及空间后方交会法来达成。依前所述，每个GPS卫星会向地面使用者发送讯号，这些讯号主要是用来计算该卫星至使用者接收器之间的距离，该距离是卫星坐标（已知）与接收器坐标（未知）的函式。
假若接收器能够接收到三个以上的卫星讯号（），则可以组成三条如上之测距方程式，进而解得其中代表接收器位置的三个未知参数（）。然而在实务上，因为接收器与卫星系统间存在时间的系统性误差，因此常将此时间误差值当作第四个未知参数，换言之，必须接收到四个以上的卫星讯号才能完成精确的定位解算。
为了能够提供全球使用者不间断定位服务，因此GPS系统作了特别的设计，该系统包含至少24个卫星，均匀的分佈在六个轨道平面上，其轨道倾角约55度，地面高度约2万公里，如此的设计就是为了确保在地表上的任一地方、任一时刻，使用者均能接收到至少4个以上的卫星讯号，以达到定位解算时所需的最小观测数量。
由于GPS定位是主要靠测距来达成，因此测距精度成为影响定位品质的关键要素之一，目前接受器对于距离解算方式主要分为两种：电码测距及载波相位测距，前者解算容易，但精度较差（约数公尺至数十公尺），但所需成本也较低，适用于一般定位精度需求较低的应用（如车用导航或手机定位），而后者所需的设备及解算程序均较复杂，成本也较高（动辄数十万元），但可以达到公分以下的精度等级，因此适用于较高精度需求的作业上（如控制测量或工程测量等）。
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