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如今用手机来导航和定位已经是司空见惯的事情了。但要真正说清楚GPS到底是怎么回事,恐怕就没有多少人能做到了。
GPS的全称是全球卫星定位系统,是英文Globle Positioning System的缩写,从技术的角度说,它是结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
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和时间差,因而须要引入第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于定位,从而提高精度。
为了能在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。GPS系统需要24颗卫星在离地面1万2千公里的高空上,同时以12小时的周期环绕地球运行。
目前全球共有四大卫星定位系统。它们是:
1.由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制,在1993年全部建成的美国GPS。1994年,美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS使用权,但美国只向外国提供低精度的卫星信号。据悉该系统有美国设置的“后门”,一旦发生战争,美国可以关闭对某地区的信息服务。
2.1999年,欧盟提出计划,准备发射30颗卫星,组成“伽利略”卫星定位系统。该计划目前已正式启动。
3.尚未部署完毕,始于上世纪70年代,需要至少18颗卫星才能确保覆盖俄罗斯全境的俄罗斯“格洛纳斯”定位系统(如要提供全球定位服务,则需要24颗卫星)。
4.我国的“北斗”。2003年我国北斗一号建成并开通运行,不同于GPS,“北斗”的指挥机和终端之间可以双向交流。四川大地震发生后,北京武警指挥中心和四川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流。第三颗北斗导航卫星已于2010年1月17号在西昌卫星发射中心成功发射,预计在2015年形成由30几颗卫星组成的覆盖全球的系统。
GPS的全称是全球卫星定位系统,是英文Globle Positioning System的缩写,从技术的角度说,它是结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距。
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和时间差,因而须要引入第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于定位,从而提高精度。
为了能在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。GPS系统需要24颗卫星在离地面1万2千公里的高空上,同时以12小时的周期环绕地球运行。
目前全球共有四大卫星定位系统。它们是:
1.由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制,在1993年全部建成的美国GPS。1994年,美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS使用权,但美国只向外国提供低精度的卫星信号。据悉该系统有美国设置的“后门”,一旦发生战争,美国可以关闭对某地区的信息服务。
2.1999年,欧盟提出计划,准备发射30颗卫星,组成“伽利略”卫星定位系统。该计划目前已正式启动。
3.尚未部署完毕,始于上世纪70年代,需要至少18颗卫星才能确保覆盖俄罗斯全境的俄罗斯“格洛纳斯”定位系统(如要提供全球定位服务,则需要24颗卫星)。
4.我国的“北斗”。2003年我国北斗一号建成并开通运行,不同于GPS,“北斗”的指挥机和终端之间可以双向交流。四川大地震发生后,北京武警指挥中心和四川武警部队运用“北斗”进行了上百次交流。第三颗北斗导航卫星已于2010年1月17号在西昌卫星发射中心成功发射,预计在2015年形成由30几颗卫星组成的覆盖全球的系统。