gps工作原理动画图,一张图看懂gps原理

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-31 19:56:56

芯片实验室赵工 半导体工程师 2022-02-16 13:52常规定位基本原理:

条件:1.一个已知点测试(圆心),2.待测点和已知点的距离R1;

求解:待测点的位置;

答案:待测点是个圆

条件:1.两个已知点测试(两个圆心),2.待测点和已知点的距离r1和r2;

gps工作原理动画图,一张图看懂gps原理(1)

条件:1.两个已知点测试(两个圆心),2.待测点和已知点的距离r1和r2;

求解:待测点的位置;

答案:待测点是A和B

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条件:1.三个已知点测试(三个圆心),2.待测点和已知点的距离r1和r2和r3;

求解:待测点的位置;

答案:待测点是A

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GPS定位基本原理:待测点相当于A点,待测点与卫星1的距离为r1,待测点与卫星2距离为r2,待测点与卫星3距离为r3,三个圆自然会汇聚到一个点上,也就是A点。

基础知识:

组成部分:地面监控系统 卫星 待测设备=待测设备的位置

地面监控系统:主要作用是检测和维护卫星的,在此不做过多介绍,有兴趣的同学可以去了解一下相关知识,因为关键时候(战争时期)会影响定位精准度的。

卫星:总数24颗,分布在6个轨道上(21颗使用,3颗备用)在不停的围绕地球转动,工作任务一方面是从监控站获取卫星编号,位置和时间等信息的指令,另一方面是连续发送带有运行轨道、卫星时钟的改正参数、电离层延迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制码导航电文,供GPS接收机接收。

待测设备:接受卫星信号,根据信号的传播时间计算出接收机和卫星的距离,进而解算出接收机自己的位置。

C/A码:粗码/捕捉码Coarse Acqusition Code,数码率1.023Mbt/s,只调制在L1(1575.42MHz)上,一般给民用。

P码:精码Precise Code,数码率10.23Mbt/s,调制在L1(1575.42MHz)和L2(1227.6MHz)上,不易受干扰,给军用。

GPS与待测点直接的距离的计算:

方法一:伪距测量

原理:通过测量导航电文从卫星发射到待测设备接收的时间差△t,有已知光速V,利用公式D(距离)=V(光速)*t(时间差)△t,就可以确定伪距。安装以上常规定位原理试想一下,一颗卫星可以确定一个圆形,两颗卫星可以确定两个圆,三颗卫星可以确定三个圆,三圆交界点就是测试待测点位置。

三维空间中,每一颗卫星对应一个三维坐标(X,Y,Z),而各个卫星的xyz坐标为已知数,即可度根据空间距离公式“根号下(x1-x2)^2 (y1-y2)^2 (z1-z2)^2”=d算出卫星到待测设备的距离d,这样通过四颗以上定位卫星就可以列出关于属X,Y,Z和△t的4个以上方程组,解方程组就可以算出X,Y,Z,这样位置出来了。

gps工作原理动画图,一张图看懂gps原理(4)

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