gps的工作原理是什么？-凯时网站-首页

  gps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gps卫星的数据就可知道接收机的具体位置。因为需要计算三维位置及偏差，所以需要至少4颗卫星。

  gps卫星和用户接收机之间的距离通过光速乘以时间得到，也就是卫星在太空中向接收发射信号，经过时间t接收机接收信号，那么两者之间的距离s=v×t。

  卫星信号从太空传向地面，经过对流层、电离层等大气层受到阻碍，延迟了地面获取信号的时间，因此通过这种方法测得的距离并不是精确的，我们称之为伪距。由于使用的码元宽度较大的c/a码，伪距测量的精度只有米级。由于精度问题 ，专家们又开发出高精度载波相位测量；采用码元宽度较小的p码，精度能达到厘米级，大大提高了gps定位精度。

  设gps卫星上某一时刻的载波相位为φ1，经过距离l后到达接收机时相位为φ2  ，那么载波所经历过的载波相位变化为φ2- φ1 。 其测距公式为：

  l=λ（φ2- φ1）

  其中，l为卫星到接收机的距离；λ为已知载波的波长；

  另外，载波相位测量存在整周模糊度。如果所有的误差项都被减小，整周模糊度能被解出来，载波相位测量将转化为精确的伪距测量值并形成精确定位估算。

  在整个gps定位过程中，电离层、电磁波延迟等影响是不可避免，但我们可以使用双频接收机尽量消除gps工作的误差。双频gps卫星接收机可以同时接收l1,l2载波信号，利用双频载波信号受电离层延迟影响的差异性，通过计算出电离层延时，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响。