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朋友圈發(fā)異地定位(朋友圈發(fā)定位)
GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的簡稱(Global Positioning System)。衛(wèi)星導(dǎo)航是GPS系統(tǒng)一個應(yīng)用范例,導(dǎo)航應(yīng)用十分普及,小至手機電子地圖,大至汽車、輪船、飛機,更高級的像導(dǎo)彈、火箭、宇宙探索,都有極其廣泛的應(yīng)用。
GPS是個高大上的時髦名詞,從民用的角度出發(fā),了解其基本原理,豐富自己的知識,很有必要。定位問題,通俗地說就是個確定物體空間位置的問題。有過九年義務(wù)教育的人們都知道,確定位置就是在三個互相垂直坐標(biāo)軸的坐標(biāo)系下,描述位置的方法。
以地面上行駛的汽車為例。通常需要確定,汽車的經(jīng)度、緯度和海拔高度,甚至汽車的行駛速度。定位就是利用GPS衛(wèi)星的位置信息來確定汽車位置。有了汽車的位置,其他的速度問題就迎刃而解了。
我們知道,地面物體的三維坐標(biāo)有三個坐標(biāo)參數(shù),即經(jīng)度(λ)、緯度(φ)、高度(h)。三個未知參數(shù),只需要知道3顆衛(wèi)星即時到地面確定地點所接收的位置信息,就可以列出閉合方程組求解出該點的三維坐標(biāo)了??墒?,我們依靠電磁波的信號通信方式,來獲得衛(wèi)星與地面的位置信息。衛(wèi)星與地面物體的距離是,電磁波傳播到地面物體的時間差乘以信號的傳播速度而得到的。其中,信號的空中傳播速度,接近于真空中的光速(30萬千米/秒),速度極高。因此,對時間差的計算就要求非常精確,稍有不慎,差之毫厘謬以千里,則衛(wèi)星與地面的距離計算偏差就會很大,導(dǎo)致計算位置與實際位置偏差很大,通俗說就是位置精度很差。影響時間差計算精度的因素很多,比如:設(shè)備器件性能、信號傳輸介質(zhì)性質(zhì)、海拔高度、天氣、風(fēng)速等。其中,設(shè)備器件影響最大,也最具有確定性。比如衛(wèi)星上計時采用的銫原子鐘,精度很高,連續(xù)走時1500萬年,累積誤差小于1秒。GPS接收機一般采用石英振蕩計時系統(tǒng),精度一般,與衛(wèi)星計時系統(tǒng)精度相比差距巨大。因此要設(shè)法提高時差的計算精度,解決兩個系統(tǒng)存在的時間同步誤差,把這種誤差也作為一個未知參數(shù)。由數(shù)學(xué)原理可知,4個未知參數(shù),需要4個方程,聯(lián)立求解閉合方程組。于是,地面物體位置實際上需至少4顆衛(wèi)星的位置參數(shù)。日常我們的導(dǎo)航系統(tǒng),經(jīng)??梢越邮盏?0~30顆衛(wèi)星信號,計算精度完全可以達到民用要求。軍事、宇航、科研有更多的提高計算精度的方案,滿足不同領(lǐng)域的位置精度要求。
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