GPS定位原理
GPS定位的工作原理

GPS定位的工作原理GPS(全球定位系统)是一种通过卫星来确定地理位置的技术。
它已经广泛应用于导航、地理定位和地图绘制等领域。
下面将详细解释GPS定位的工作原理。
一、卫星信号发射1. 卫星:GPS系统由一组人造卫星组成,它们绕地球轨道运行。
目前,GPS系统中共有24颗卫星。
2. 信号发射:每颗卫星通过无线电波向地球发送信号。
信号中包含有用的位置和时间信息。
二、接收器接收信号1. GPS接收器:GPS接收器是一种装置,用于接收来自卫星的信号。
2. 信号接收:接收器中的天线接收信号,并将其发送到处理器进行处理。
三、三角测量原理1. 时间同步:接收器通过比较接收到信号的到达时间来确定卫星到接收器的距离。
通过与卫星通信所需的时间,接收器可以计算出卫星与其之间的距离。
2. 多个卫星:通过与多颗卫星进行通信,接收器可以得到多个卫星到达的时间,从而可以计算出与多颗卫星之间的距离。
3. 三角测量:接收器使用三角测量原理计算出自身到每颗卫星的距离。
四、定位计算1. 卫星轨道:GPS系统中的卫星轨道已经被精确测量和记录。
卫星轨道的信息存储在GPS接收器内部或连接的设备中。
2. 距离计算:通过使用接收器计算出的与几颗卫星之间的距离,接收器可以使用卫星轨道信息来计算自身的位置。
3. 地理定位:通过比较自身与至少四颗卫星的距离,接收器可以确定自身的地理位置。
4. 计算时间:接收器还可以根据接收到信号的时间来确定当地的时间。
五、误差修正1. 大气层延迟:信号在穿过大气层时会受到延迟,这可能导致距离计算的误差。
接收器使用大气层模型来修正这种误差。
2. 卫星钟偏移:卫星上的钟可能存在略微的时间偏移。
接收器使用卫星信号中的时间信息来修正这种误差。
3. 干扰:接收器还可能受到电子设备、建筑物、树木等物体的干扰。
这些干扰可能导致信号弱化或失真,从而影响定位的准确性。
4. 将设备移动到适合接收信号的位置,可以帮助减少这些误差。
综上所述,GPS定位的工作原理是通过卫星发射信号并接收器接收信号来实现的。
第三章-GPS定位的基本原理

设
代入测码伪距方程
可得
在测站T历元同步观测4颗以上卫星,可得
静态测量时,可以观测多颗卫星不同历元的观测值,故
钟差表示为多项式的形式或将不同的历元设立独立的参数参与平差,则未
知数的个数为3+ 或3 + , 为钟差模型系数, 为观测历元数。
2、测相伪距静态绝对定位
动态相对定位:将其中一台接收机固定在测站上,另一台接收机安置在运动
的载体上,在运动中与固定观测站的接收机进行同步观测,确定运动载体相
对于固定观测站的瞬时位置。
相对定位的特点:测量的是接收机天线间的相对位置。
1、静态相对定位
一般采用测相伪距观测量作为基本观测量,是当前GPS定位精度最高的一种方法。
经典快速定位:一般需要45分钟以上
区域(初始坐标或整周模糊度解的三倍标准差内),在区域内遍历每个可能的
值,依据一定的条件(如模糊函数值最大或方差最小)确定估值。
3.2.4 周跳的探测分析与修复
周跳:由于各种原因接收机计数器发生中断,无法准确记录整周计数,导致记
录的整周计数和正确的整周计数存在偏差,称为周跳。
周跳有两种类型:
(1)中断数分钟以上,在数个历元中没有载波相位观测值;
分量、一个接收机钟差、 个整周模糊度,即3+1+
方程的个数少于未知数的个数,因此在进行测相伪距动态绝对定位之前应在静止
状态下求出整周模糊度。
3.3.2 绝对定位精度评价
地面点一定的情况下,影响单点定位精度的因素:
观测量的精度;
观测卫星的空间几何分布。
一般采用精度衰减因子DOP评价定位的精度, = 0 ∙ (0 为伪距测量中误差)
gps定位器工作原理

gps定位器工作原理
GPS定位器是一种利用全球导航卫星系统(GPS)来确定物体位置的设备。
它的工作原理基于三角定位原理,通过接收至少三颗卫星发出的信号,并计算信号传播时间来确定接收器的位置。
首先,GPS定位器通过天线接收到来自多颗卫星的微弱无线信号。
每颗卫星都向地球表面发射精确的定时信号,其中包含卫星的位置和精确时间。
GPS定位器接收到这些信号后,会通过内部的解码器进行信号解码。
接着,GPS定位器会对每颗卫星信号的传播时间进行测量。
由于信号在空气和其他物体中的传播速度是已知的,计算机可以通过测量信号传输时间来推断物体与卫星之间的距离。
通过同时测量多颗卫星与接收器之间的距离,GPS定位器可以创建一个三角测量系统,以确定接收器的准确位置。
现代的GPS定位器通常使用了更多的卫星信号,以提高定位的精度和稳定性。
最后,GPS定位器使用测量到的距离来计算接收器与每颗卫星之间的差距。
利用这些差距,GPS定位器可以通过三角测量原理确定接收器相对于卫星的位置。
综上所述,GPS定位器通过接收卫星信号、测量信号传播时间和使用三角测量原理来确定物体的准确位置。
这种技术已广
泛应用于导航、车辆跟踪、航空航海、地图绘制以及许多其他领域。
gps的定位原理

gps的定位原理
GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的简称,是一
种通过卫星定位技术来确定地理位置的系统。
GPS的定位原理基于三角测量的原理,利用三颗或多颗卫星
来确定接收器的位置。
GPS系统由24颗主要卫星和数十颗备
用卫星组成,这些卫星围绕地球轨道运行,每颗卫星以恒定的速度、高度和方向运行。
当用户使用GPS设备时,设备会自动搜索信号,并从接收到
的多颗卫星信号中提取信息。
每颗卫星会向接收器发射包含时间戳和卫星位置的信号。
通过测量信号传输时间的延迟和知道卫星位置的数据,GPS接收器能够计算出与每颗卫星的距离。
接收器收集到至少三颗卫星的信号后,就可以通过三角测量来确定位置。
三角测量是一种通过测量三角形的三个角度或边长来确定三角形的位置和形状的方法。
在GPS中,每颗卫星都
代表一个角点,而用户接收器则是另外一个角点。
通过测量用户接收器与每颗卫星的距离,可以构建出三角形,并确定接收器的位置。
为了提高定位的准确度,GPS接收器通常会接收更多的卫星
信号,并利用四颗或更多卫星的信号进行定位。
接收器会对信号进行更精确的时间测量和卫星的位置计算,从而提高定位的准确性。
总结起来,GPS的定位原理是利用多颗卫星的信号来测量接
收器与卫星的距离,并通过三角测量的方法确定接收器的位置。
通过接收更多卫星信号和精确的测量计算,可以提高定位的准确度。
GPS_百度百科

GPS_百度百科一、GPS的基本概念和原理GPS,全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一种基于卫星导航系统的定位技术。
它由一系列的卫星、地面控制站和用户设备组成,能够准确测量地球上任意点的位置坐标,并提供导航、定位等功能。
GPS的原理主要基于三个方面:卫星发射的信号、接收器接收的信号和测量时间。
首先,GPS系统中有24颗卫星(包括备用卫星),它们通过人造卫星轨道在地球上的分布。
这些卫星以恒定速度绕地球旋转,每颗卫星每天都会固定几次跟踪站的位置,并通过无线电信号发送卫星的位置信息。
其次,GPS接收器位于地面或者其他移动设备中,用来接收卫星发射的信号。
接收器会接收到至少四颗卫星的信号,并通过测量信号的传播时间来计算接收器到每颗卫星的距离。
通过将这些距离进行三角测量,GPS接收器能够确定接收器所在的位置。
最后,GPS接收器需要测量时间来确定信号传播的速度,并精确计算出定位信息。
GPS接收器内置一个高精度的原子钟,用来测量信号传播的时间。
接收器通过比较卫星发射信号的时间和它接收到信号的时间差来计算信号的传播时间,从而得出定位信息。
二、GPS的应用领域GPS的应用广泛,涵盖了几乎所有与位置有关的领域。
下面简要介绍几个主要的GPS应用领域:1.车辆导航和交通管理:GPS可以实时导航汽车、飞机等交通工具,提供最佳路线和交通信息,并帮助交通管理部门监控交通流量和疏导交通。
2.航海和航空:GPS已经成为航海和航空领域的重要工具,可用于船舶和飞机的导航定位、航线规划等。
3.军事应用:GPS最初是作为军事导航系统而研发的,现在仍广泛应用于军事领域,用于战术导航、目标定位、军事通信等。
4.地质勘探和测绘:GPS能够提供高精度的地球表面位置坐标,因此在地质勘探、测绘和地质灾害预警等方面有重要应用。
5.环境监测和气象预测:GPS可以用于监测大气湿度、气压和大气延迟等数据,从而提供准确的气象预测和环境监测。
GPS定位原理和简单公式

GPS定位原理和简单公式GPS是全球定位系统的缩写,是一种通过卫星系统来测量和确定地球上的物体位置的技术。
它利用一组卫星围绕地球轨道运行,通过接收来自卫星的信号来确定接收器(GPS设备)的位置、速度和时间等信息。
GPS定位原理基于三角测量原理和时间测量原理。
1.三角测量原理:GPS定位主要是通过测量接收器与卫星之间的距离来确定接收器的位置。
GPS接收器接收到至少4颗卫星的信号,通过测量信号的传播时间得知信号的传播距离,进而利用三角测量原理计算出接收器的位置。
2.时间测量原理:GPS系统中的每颗卫星都具有一个高精度的原子钟,接收器通过接收卫星信号中的时间信息,利用接收时间和发送时间之间的差值,计算出信号传播的时间,从而进一步计算出接收器与卫星之间的距离。
简单的GPS定位公式:1.距离计算公式:GPS接收器与卫星之间的距离可以通过测量信号传播时间得到。
假设接收器与卫星之间的距离为r,光速为c,传播时间为t,则有r=c×t。
2.三角测量公式:GPS定位是通过测量与至少4颗卫星的距离,来计算接收器的位置。
设接收器的位置为(x,y,z),卫星的位置为(x_i,y_i,z_i),与卫星的距离为r_i,根据三角测量原理,可得到以下方程:(x-x_1)^2+(y-y_1)^2+(z-z_1)^2=r_1^2(x-x_2)^2+(y-y_2)^2+(z-z_2)^2=r_2^2...(x-x_n)^2+(y-y_n)^2+(z-z_n)^2=r_n^2这是一个非线性方程组,可以通过迭代方法求解,求得接收器的位置。
3.定位算法:GPS定位一般使用最小二乘法来进行计算。
最小二乘法是一种数学优化方法,用于最小化误差的平方和。
在GPS定位中,通过最小化测量距离与计算距离之间的差值的平方和,来确定接收器的位置。
总结:GPS定位原理基于三角测量和时间测量原理,通过测量接收器与卫星之间的距离,利用三角测量公式和最小二乘法来计算接收器的位置。
gps定位原理

gps定位原理
GPS定位原理是通过接收来自卫星的信号,计算其传播时间
差来确定接收器的位置。
GPS系统由一组位于地球轨道上的
卫星和接收器组成。
GPS接收器同时接收多颗卫星发出的信号,并测量从卫星到
接收器的信号传播时间。
每颗卫星均有精确的位置和时间信息,并将这些信息作为导航信号传输。
接收器会计算接收到信号的时间差,并使用三角定位法来确定自身的位置。
三角定位法是基于两个卫星定位位置和一个接收器位置的几何关系进行计算。
接收器首先计算出与两个卫星的距离,然后通过将这两个距离与对应卫星的位置信息进行匹配,从而确定接收器的位置。
通常至少需要接收到来自3颗卫星的信号才能准确确定位置,当接收到更多的卫星信号时,会使定位结果更加精确。
此外,定位还可能受到其他因素的影响,例如信号的传播速度可能会受到大气层中的湿度和温度变化的影响。
因此,定位时会校正这些因素,以获得更加准确的位置信息。
总体来说,GPS定位原理是基于卫星和接收器之间的信号传
播时间差来计算位置的。
通过接收多颗卫星的信号并利用三角定位法来确定位置,GPS系统能够提供人们准确的定位服务。
gps卫星定位系统工作原理

gps卫星定位系统工作原理
GPS卫星定位系统工作原理如下:
1. GPS卫星发射信号:GPS卫星通过地面控制站向空中发射
无线电信号,信号包含时间信息和卫星的位置信息。
2. 接收信号:GPS接收器收到GPS卫星发射的信号,通常会
接收到来自多颗卫星的信号。
3. 三角定位原理:GPS接收器通过接收多颗卫星的信号,利
用三角定位原理计算自身的位置。
接收器会测量信号的传播时间,因为光在真空中传播的速度是已知的,所以通过测量时间可以计算出信号的传播距离。
4. 定位计算:GPS接收器通过接收到的多颗卫星信号,将自
身的位置坐标与卫星的位置信息进行计算和比对,从而确定自身的准确位置。
5. 误差修正:GPS系统中存在许多误差因素,例如大气影响、钟差等。
GPS接收器会校正这些误差,以提高定位的准确性。
6. 定位结果输出:GPS接收器将计算出的准确位置信息输出
给用户,用户可以通过显示屏等方式查看自身的位置坐标、速度等相关信息。
总的来说,GPS卫星定位系统的工作原理是通过接收多颗卫
星发射的信号,并通过三角定位原理计算自身的位置,再校正误差以提高定位的准确性,最后将定位结果输出给用户。
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GPS定位原理
目前手机上被广泛使用的移动定位技术有三种:基于网络的小区识别定位、集成GPS
定位和A-GPS定位。
一、基于网络
即小区识别定位技术。
GSM移动通信网络是由许多像蜂窝一样的小区构成的,每个小区都有自己的编号,由于手机通讯遵循蜂窝技术规范,因此只要手机不是离线模式,手机位于哪个小区就很容易知道,这种定位精度取决于移动终端所处蜂窝小区半径的大小,从几百米到几十公里不等,与其它技术相比,该技术精度最低,而且还会收取一定的月功能使用费。
二、集成GPS
即美国go-vern-ment提供的全球定位系统。
24颗GPS卫星分布在6个道平面上,距离地面1万2千公里,以12小时的周期环绕地球运行,使得任意时刻地面上任意点都可以观测到4颗以上的卫星。
集成GPS定位需要手机内置GPS模块,但该模块只有接收功能,没有发射功能。
24颗GPS卫星不断向地球发射着包含时间、卫星点位等重要参数的信息,被我们的手机收到后,手机会利用多个卫星的同一时间发出的信号到达的先后顺序及时差计算出手机到各个卫星的距离,然后利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星组成3个方程式,解算出手机的位置(X,Y,Z)。
考虑到卫星时钟与手机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到手机的经纬度和高程。
事实上,手机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,手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。
三、辅助GPS
即AssistGPS,简称A-GPS,是网络辅助的全球定位系统,这种方法实际就是"小区识别定位+集成GPS定位+远端数据计算+GPRS信息传输"。
辅助GPS定位需要移动运营商提供其移动通信信号塔的GPS位置,并在移动网络上加建位置服务器,还需要在地面建设GPS基准站(用于实时观测卫星并向定位服务器提供全球实时星历数据)。
辅助GPS定位过程如下:
1、手机将距离最近的移动通信信号塔的GPS位置通过网络传输到位置服务器;
2、位置服务器(由GPS基准站提供全球即时星历数据)根据移动通信信号塔的GPS位置
传输该信号塔(近似手机位置)当前上空的GPS星历信息到手机,这些信息将暂时保存在手机内存的特定位置(星历缓存);
3、手机从星历缓存读取数据并接收指定几颗卫星的信号(省去了繁重的信号接收、数据计算和筛选最优卫星分组等工作);
4、手机接收到指定几颗卫星的信号后,参考星历缓存中的位置信息(主要是仰角)校核计算出手机当前的位置,然后在屏幕上显示出来(警告:如果此时上空没有指定卫星信号(比如手机位于室内),则会从第1步往下重复,请小心你的流量);
5、手机随时间的变化(时间变化造成卫星偏移)和位置的移动(位置移动造成仰角改变)自动选择卫星,实时刷新星历缓存;
6、手机重复第3、第4和第5步骤。
7、其他重要环节的说明:①.如果手机有过一次成功定位,那么手机内存中就会有一个星历缓存,其中保存着上次的定位信息,退出定位软件也不会丢失,但一关机就没了。
②.每次启动GPS后,模块首先读取星历缓存,然后尝试上次定位的卫星信号,接着会有两种情况:a.如果存在上次定位的卫星信号,则会立刻定位,屏幕不出现连网提示符,这就是为什么相对上次定位时间间隔和位置移动不大时一打开定位软件就能定位的原因;b.如果不存在上次定位的卫星信号,则星历缓存失效,手机从第1步开始重做所有步骤,屏幕出现连网提示符。
四、手机GPS模块概述
(一)GPS模块由信号接收硬件和数据处理软件两部分组成。
数据处理软件是固化在主板芯片中的,跟电脑的BIOS一样,介于软件与硬件之间,说它软是因为通过特殊设备可以刷写它,说它硬是因为一般用户根本动不了它。
A-GPS与纯GPS的不同之处,就是A-GPS比纯GPS在数据处理软件上多了一段联网获取辅助数据的程序。
GPS的工作过程概括如下(红色部分为A-GPS的特色任务,设置中不勾选A-GPS或者由星历缓存锁定卫星成功后将不被执行):
1、读取手机内存中的星历缓存(上次的定位信息);
2、锁定卫星并接收信号;
3、调用移动通讯网络将当前通讯基站的GPS位置发送给专业定位服务器;
4、接收专业定位服务器发来的当前通讯基站当前上空的GPS星云数据并写入手机内存中的星历缓存;
5、校核仰角并计算显示;
6、自主选星并刷新缓存(退出定位也不会丢失);
7、重复第1、2、5、6步骤。
(二)诺基亚美版机型之所以不能使用A-GPS,其实并非先天不能,而是我们不能,总不会美国佬每次定位都花10多分钟吧(有人认为美国对其本土覆盖的GPS信号实行不同码率因此纯GPS定位也会很快,谁有美国朋友不妨让他拔卡试试)!因为美版机型其GPS模块的数据处理软件部分与欧版机型是不同的,欧版机型的数据处理软件从用户设置中读取定位服务器地址和接入点,而美版机型的定位服务器地址和接入点是固化在数据处理软件当中的,直接从本身读取。
必须注意的是,GPS模块的数据处理软件部分位于专门的芯片中,并不在系统ROM中,因此通过DIY固件的方法也无法修改。