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导航定义和基本原理

发表时间：2024-07-31 15:45:23 来源：网友投稿

那么导航的原理是什么呢？要想实现导航，首先需要定位。

导航指的是规划路线，引导我们到达目的地，而定位则是指确定我们的位置。只有定位准了，导航规划的路线才有意义。那谈起手机是如何定位的，就不得不提到全球定位系统。全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是由美国政府和军方研发的全球卫星导航定位系统，1994年建成并投入使用。GPS系统由空间段、地面段和用户段三大部分组成。建成之初空间段包括24颗卫星，均匀分布在6个不同的轨道面上。地面段是整个系统的管理中心，用户段即各种接收机，能接收GPS卫星的信号。GPS信号能够给出卫星的位置信息以及信号传播用的时间，两者相乘便能测量出距离。理论上来讲一个观测点同时测量出到任意三颗星的距离，列出一个三元二次方程便可以求解出观测点的位置坐标。这就像以每一颗卫星为原点，以测量到的距离为半径画球，两个球面相交形成的是一个圆，三个球面相交形成的是一个点，这个点就是我们的观测点了。实际上因为有钟差；3颗卫星定位不准，我们需要观测4颗星才能准确定位。测量传输时间需要两台高精度原子钟，一台在卫星上，另一台在接收机内部。由于两台钟很难完全对准，很容易使测量的距离有误差。卫星钟差可以应用GPS信号所给出的参数加以修正，而接收机的钟差，一般难以预先准确确定，需要把它作为一个未知参数。所以在一个观测点，为了实时求解4个未知参数（即观测点的3个位置坐标及1个钟差参数），至少需要同时观测4颗卫星。

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