北斗为什么需要四颗卫星才能定位_北斗为什么需要这么多卫星

导航：

• 1、GPS定位为何至少需要4颗卫星而不是3颗？
• 2、卫星定位要用四颗卫星，那第四颗到底有什么作用？
• 3、为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星?

GPS定位为何至少需要4颗卫星而不是3颗？

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，故共有4个未知数。

需要用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

扩展资料

当GPS卫星在用户视界升起时，接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星，并能够跟踪这些卫星的运行；对所接收到的GPS信号，具有变换、放大和处理的功能，以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文。

实时地计算出测站的i维位置，甚至三维速度和时间。GPS信号接收机不仅需要功能较强的机内软件，而且需要一个多功能的GPS数据测后处理软件包。接收机加处理软件包，才是完整的GPS信号用户设备。

参考资料来源：百度百科-GPS定位

卫星定位要用四颗卫星，那第四颗到底有什么作用？

第四颗星主要用于时钟对准，因为卫星的原子时钟和地面接收站的时钟会产生误差，这样测量的伪距误差就会很大，所以需要第四颗卫星联立四个方程求解时间差。

如果测量的卫星到用户距离完全准确，需要三颗星：以卫星为球心，距离为半径画球面，两个球面相交确定一个圆，这个圆和另外一个球面交于一个点，这个点就是用户的位置。

然而事与愿违的是，由于误差的存在，每颗卫星测量的到用户的距离都会有一个固定的偏差，所以卫星测出来的到用户的距离被称为伪距。这个偏差导致在三颗卫星情况下，以卫星为球心，伪距为半径画的球面不会交于一点 而是延长某段未知距离后才能交于一点。

所以就要引入一颗新的卫星，计算出某个距离所有四个球面都是相同距离的一个点，这个点就是用户的位置。

当然，纯粹从数学的角度看的话，如果卫星到用户距离均测量准确，那么三个未知数（用户位置x、y、z）需要三个方程，这三个方程由三个卫星位置及到用户距离组成，但测量距离有个固定偏差（通常表现为时间t）的情况下，未知数为四个（用户位置x、y、z、时间t），因此需要四个方程，这种情况就需要四颗星了。

三颗就能粗略计算是因为已经隐含了你在地球上这个前提。所以你拥有第四组方程，而这个第四组方程，只是用来约束用三颗卫星及你到三颗卫星的距离结算出来的最后两个点里面选哪个而已。

用三颗卫星和你的距离在解算的时候，已经都假定了，那三个距离都是朝向地球这边的，这已经足够了。因为另一个解正好就在由三颗卫星构成的平面对面，和你所在的位置对称。

为什么GPS卫星定位需要至少4颗卫星?

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，故共有4个未知数。需要用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。

扩展资料：

GPS特点：

（1）全球全天候定位

GPS卫星的数目较多，且分布均匀，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星，确保实现全球全天候连续的导航定位服务。

（2）定位精度高

应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50km以内可达10-6m，100-500km可达10-7m，1000km可达10-9m。

（3）观测时间短

随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，20km以内相对静态定位，仅需15-20分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观测时间只需1-2分钟；采取实时动态定位模式时，每站观测仅需几秒钟。

（4）仪器操作简便

随着GPS接收机的不断改进，GPS测量的自动化程度越来越高，有的已趋于“傻瓜化”。

（5）应用广泛

参考资料来源：百度百科-GPS

标签：北斗为什么需要四颗卫星才能定位