作者:hacker发布时间:2022-07-18分类:黑客教程浏览:85评论:5
卫星定位原理理论上来说可分为单点定位,相对定位两种,简单来说就是使用时间同步、单程测距的原理来实现定位,也就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。
卫星定位系统的基本原理是三球定位原理,通过测量卫星到自己的距离从而获得定位结果,所以测距是卫星导航定位系统中的基本技术。用户同时向已知其位置的3个导航卫星分别进行距离测量,然后再以该卫星为球心,以所测得的距离为半径,在空间画出3个球面,则该3个球面的相交点,就是用户的所在位置了。
GPS卫星定位基本原理:
测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到;
综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置,要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
后方交会,计算出地面点三维空间坐标;
对卫星定位中的时间无法准确获得,需要四颗以上卫星数据,才能对时间进行改正;
卫星定位中的误差改正:轨道误差、时钟误差、电离层延迟、对流层延迟、多路径效应等改正。
卫星定位现在的精度是,单台接收机能获得米级的定位精度。
室外定位技术主要依赖于GPS、北斗、GLONASS、GALILEO这些全球卫星定位导航系统;
什么是GPS定位模块、北斗定位模块
GPS定位模块、北斗定位模块就是卫星信号接收器,它是一个可以用无线蓝牙或有线方式与电脑或手机连接,将它接收到的卫星信号传递给电脑或手机中的GPS软件进行处理。我们常说的卫星定位模块称为用户部分,它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号,卫星并不播发信号,属于被动定位。
卫星模块的应用关键在于串口通信协议的制定,也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式,其中数据类型主要有二进制信息和NMEA全国海洋电子协会数据信息。这两类信息可以通过串口与卫星接收机进行通信。
卫星模块通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称为3D定位,3颗卫星即可实现2D定位,但精度不佳。卫星模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息,供接收者选择应用。
卫星模块定位原理
以GPS模块举例,24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。
由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。
事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,使得民用GPS的定位精度只有10米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
卫星定位的原理是利用信息传播时间和传播速度来确定距离,然后锁定目标位置,能够做到非常精准的定位,依靠的是核心部件原子钟,它测量时间非常精确,千万年才会差一秒,也因此才可以精准定位。
卫星定位系统,也就是我们俗称的GPS,现在已经完全渗入我们的生活了。手机掉了,查查GPS定位,可以查到小偷位置。在外面迷路了,打开手机进行GPS导航。开车的人更是天天使用,警察抓人、每个国家的安保几乎都离不开卫星定位系统。而且定位非常精准,可以测出速度、经纬度、海拔度,非常的便利,那么这是怎么做到的呢。
卫星定位系统的构成和原理其实都非常简单。它有三部分组成,一是空间部分、二是控制部分、三就是我们这些用户设备部分。第一部分,就是真正的卫星了,包括正在工作的和备用的,所以不用担心卫星坏了就没用了,主要用来发射信号。另外就是控制部分,也就是操控卫星的基地,还有监控监测的功能。最后一部分就是用户部分,比如我们的搭载GPS功能的手机,还有车载导航等,用来接收信号。
而卫星定位系统的工作原理,就是让这三部分互相合作,类似于我们打电话的信号传播,不过介质不一样。卫星接收的信号,会传送到控制部分,他们会进行监测和积累处理。最后又发送给我们这些用户,我们手上的机器又通过计算这些信息,也就是从 GPS 卫星收到信号,再把我们需要的三维位置及时间计算出来。
说白了卫星定位系统的原理,就是时间乘速度等于距离。但是能做到精准定位最重要的一点,就是核心部件,原子钟。他可以准确测量卫星的信号的传播时间。这种钟,和我们一般的钟不一样,它的精度是全世界最高的,据说数千万年才会差上1秒的时间。就是因为有这样精确的时间测量,才可以精准定位。
简单的原理是采用多星定位,比如已知某时刻3颗卫星的空间位置以及接收机到这3颗卫星的距离,则可列出3个方程,求解这一组方程可得到接收机在三维空间的位置坐标。
这是简单的原理,实际还要解决一些细节问题。
还有别的方法。
GPS通过人造地球卫星实现高精度无线电导航的定位。
GPS定位包括伪距单点定位、载波相位定位和实时差分定位。伪距测量就是测定卫星到接收机的距离,即由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。
载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电文,接收机接收到卫星信号后,先将载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获得载波,称为重建载波。
GPS实时差分定位的原理是在已有的精确地心坐标点上安放GPS接收机(称为基准站),利用已知的地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值,并通过无线电通信设备(称为数据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动站)。
GPS的特点:
1、全球,全天候连续不断的导航定位能力。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的、全天候的导航定位能力,用户不用发射信号,因而能满足多用户使用 。
2、实时导航,定位精度高,观测时间短。利用GPS定位时,在1s内可以取得几次位置数据,这种近乎实时的导航能力对于高动态用户具有很大的意义,同时能为用户提供连续的三维位置、三维速度和精确的时间信息。
3、测站无需通视:GPS测量只要求测站上空开阔,不要求测站之间互相通视,因此可节省大量的造标费用(一般造标费用占总经费的30%、50%)。
以上内容参考:百度百科—GPS
标签:卫星定位是怎么样实现的
已有5位网友发表了看法:
访客 评论于 2022-07-18 07:45:34 回复
、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称为3D定位,3颗卫星即可实现2D定位,但精度不佳。卫星模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定
访客 评论于 2022-07-18 14:53:44 回复
PS通过人造地球卫星实现高精度无线电导航的定位。GPS定位包括伪距单点定位、载波相位定位和实时差分定位。伪距测量就是测定卫星到接收机的距离,即由卫星发射的测距码信号到达GPS接
访客 评论于 2022-07-18 08:46:18 回复
挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,使得民用GPS的定位精度只有10米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观
访客 评论于 2022-07-18 16:11:34 回复
费的30%、50%)。以上内容参考:百度百科—GPS
访客 评论于 2022-07-18 15:20:28 回复
据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动站)。GPS的特点:1、全球,全天候连续不断的导航定位能力。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的、全天候的导航定位能力,用户不用发