GPS星座及其特征

全球导航卫星系统

一种卫星系统，用于精确定位用户的接收器在世界任何地方的地理位置

目前有两个GNSS系统在运行:

• 美国全球定位系统
• Glonass（俄罗斯联邦的全球轨道导航卫星系统）

其他正在开发中的全球导航卫星系统:

• 伽利略定位系统(欧洲联盟)(2020年)
• 指南针导航系统(来自北斗导航系统)(中国)(2020)

卫星星座

一组协同工作的人造卫星。这些卫星是:

• 同步
• 在共同控制下一起操作

GPS星座特征

以下是GPS星座的一些特点:

1. 24颗卫星
2. 6轨道
3. 每轨道4颗卫星
4. 轨道周期=约12小时
5. 轨道半径= 26600公里(约)
6. 卫星高度= 20200公里(约)
7. 与地球的倾斜度= 55度
8. 角b/w轨道面= 60度
9. 卫星不绕地球旋转，而是绕遥远的恒星旋转
10. 6至11个卫星始终在地球表面观察到
11. 为此目的，4颗卫星的间隔不是均匀的(900)
12. 它们在30,105,120,105度下间隔开
13. 对于GPS接收器，4个卫星足以

GPS系统的工作(工作机制）

GPS接收器通过精确定时GPS卫星发送的信号来计算自己的位置。接收器使用它接收到的信息来确定每条信息的通过时间，并计算到每个卫星的距离。GPS接收器在卫星的帮助下确定:

1. 时间(t)

2. 经度（x）

3. 纬度(y)

4. 高度(z)

• 设xi, yi, zi, ti分别为卫星i的横坐标、y坐标、z坐标和时间
• 让tr为GPS接收信息的时间
• 然后消息的传输时间=（tr - ti）
• 假设信息以光速c传播
• 然后通过距离公式;
• 距离b/w卫星和GPS接收机= (tr - ti) c
• 假设一个接收器从4颗卫星接收信息
• 然后接收器的位置被这4颗卫星形成的球体所限制
• 球体的中心是卫星，GPS接收机位于卫星的表面，因此，接收机到卫星的距离称为伪距离，即球体半径
• GPS接收器的位置就在这些球体的交点上
• 较小的球体数量越大将是交叉空间，准确将是接收器的位置