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【科普視頻】GPS定位是如何工作的?



GPS定位

GPS實(shí)施的是“到達(dá)時(shí)間差”(時(shí)延)的概念:利用每一顆GPS衛(wèi)星的精確位置和連續(xù)發(fā)送的星上原子鐘生成的導(dǎo)航信息獲得從衛(wèi)星至接收機(jī)的到達(dá)時(shí)間差。

GPS衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時(shí)間和位置信息的無線電信號,供GPS接收機(jī)接收。由于傳輸?shù)木嚯x因素,接收機(jī)接收到信號的時(shí)刻要比衛(wèi)星發(fā)送信號的時(shí)刻延遲,通常稱之為時(shí)延,因此,也可以通過時(shí)延來確定距離。

衛(wèi)星和接收機(jī)同時(shí)產(chǎn)生同樣的偽隨機(jī)碼,一旦兩個碼實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步,接收機(jī)便能測定時(shí)延;將時(shí)延乘上光速,便能得到距離。

每顆GPS衛(wèi)星上的計(jì)算機(jī)和導(dǎo)航信息發(fā)生器非常精確地了解其軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間,而全球監(jiān)測站網(wǎng)保持連續(xù)跟蹤衛(wèi)星的軌道位置和系統(tǒng)時(shí)間。

位于科羅拉多州施里弗(Schriever)空軍基地內(nèi)的主控站與其運(yùn)控段一起,至少每天一次對每顆GPS衛(wèi)星注入校正數(shù)據(jù)。注入數(shù)據(jù)包括:星座中每顆衛(wèi)星的軌道位置測定和星上時(shí)鐘的校正。這些校正數(shù)據(jù)是在復(fù)雜模型的基礎(chǔ)上算出的,可在幾個星期內(nèi)保持有效。

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