GPS原来是专指美国的global positioning system,现在很多时候成了卫星定位系统的通用名词了。
GPS是靠什么定位的?
估计100个人里面有99个说不上来,我也是去年底才从一个实习的大学生哪里知道的,白活了这么多年,还好现在明白了,现在的学生真是不一般。
GPS本质上是靠发射时间来定位的,对我们这些外行来说,听起来很忽悠,不过确实如此,所以,卫星上原子钟的精度就决定了卫星定位的精度,简单的原理是,每个卫星都在不停地发送时间,因为电磁波都是以光速传播,而GPS接收到的不同的卫星的不同的时间,就标志着和不同的卫星之间的距离,闭上眼睛想一下,和某个卫星等距离的地区应该是以卫星和地心之间的连线为轴的一个圆锥体和地面的交线,2个卫星就是2个交点,所以GPS必须找到3个以上的卫星才可以定位。这里顺便提一下,因为地球和卫星本身都是相对运动的物体,而电磁波是以光速传播,根据爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论的原理,这个时候卫星上的时间实际上和地球上的时间快慢是不一样的,所以这个GPS定位精度应该做相应的校正,否则误差会积累的越来越大,看来,没有爱因斯坦就不会有今天的GPS,这也从另一个方面验证了爱因斯坦的伟大。
GPS的卫星和接受卫星电视的卫星是完全不同的,通信卫星必须要和地球自转同步,才能保证下面的接收机接收到稳定的信号,所以通信卫星必须要发射到赤道的上方,可以想象,通信卫星的轨道资源是多么的紧张,因为所有的卫星都在一个平面,所以用角度就可以简单地表示。
GPS卫星和接收设备都可能是相对运动的,不需要GPS接收设备固定接收每一个卫星的型号,只要保证有3个以上的卫星信号就可以。
中国的北斗和这个原理不完全一样,最大的区别是北斗的接受机不仅仅是单向的接受,而且还可以发送简单的信息,既然要发射,体积应该就大一点(我没见过,猜得)。
这样说起来,GPS就很简单了,接受卫星信号,计算出相应的坐标点,标在相应的地图上,一个GPS要能工作,必须要有,1,能够接收卫星信号的接收器,2, 相应的地图,现在一般都是矢量地图,3,联系以上2者间的应用程序。
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