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为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星?

gecimao 发表于 2019-08-04 16:40 | 查看: | 回复:

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  GPS导航系统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,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

  由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,故共有4个未知数。需要用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。

  GPS卫星的数目较多,且分布均匀,保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星,确保实现全球全天候连续的导航定位服务。

  随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,20km以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟;采取实时动态定位模式时,每站观测仅需几秒钟。

  随着GPS接收机的不断改进,GPS测量的自动化程度越来越高,有的已趋于“傻瓜化”。

  GPS定位需要4颗卫星是因为各自不同的卫星在这里负责不同的工作.3颗是测量在用WGS-84作为标准的三维坐标,本来3维数据已足够定位,但是因为卫星传播的工具是用电磁波(而不是光),而电磁波经过传播会产生误差,会导致传播时间的不同步.而为了使这传播的数据同步,所以引入多一颗卫星来提供时间数据.

  还有,用光来测距的是我们国家自已做的定位系统,那不叫GPS,叫做北斗星.二者虽说功能相似,但是原理却并不相似.

  展开全部假定卫星的位置为已知,通过一定的方法我们能准确测出地面点A到卫星间的距离,那么A点一定位于以卫星为中心,以所测得距离为半径的圆球上。若我们同时测得点A到另两颗卫星的距离,则该点一定处在三圆球相交的两个点上。根据地理知识则可以很容易的找到我们需要的点。

  在此假设下,即已知卫星位置又已同时测定到三颗卫星的距离,即可进行定位。但由于GPS卫星是分布在20000多公里高空的运动载体,只能在同一时间测定三个距离才可定位,要实现同步必须具有统一的时间基准,从解析几何角度出发,GPS定位包括确定一个点的三维坐标与实现同步四个未知参数,因此必须通过测定到至少4颗卫星的距离才能定位。

  展开全部专业回答:空间笛卡儿坐标系有三个未知数x,y,z.简单来说,这就好比解小学学的方程需要三个方程式,所以要三个卫星,另外,卫星是通过光来测距,需要有准确的时间,也就是还有个未知数t,所以还需要第四颗.

  GPS有27颗卫星三颗备用,共六个轨道面,每个轨道面四颗卫星,足以保证,地球上南北纬55度之间任何时刻,任何地点同时有至少四颗卫星可以见到.

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