衛星定位器原理與前面敘述的一樣,只是把已知建筑物“搬到了”太空,通過衛星進行導航定位。為了使地球表面絕大部分地區都能接收到衛星信號,對太空中衛星的數量有一定的要求,如美國的全球定位系統(GPS)星座由24顆衛星構成,除了極區之外,地球表面任一位置都能同時接收到4顆以上衛星的信號,以確保定位的精度。
現代城市高樓林立,對衛星信號有遮擋,這種現象成為“城市森林”問題。多種導航定位系統并存,增加導航衛星的數量可在一定程度上緩解這個問題。
大家都知道地球上的人們要定位,必須通過接收衛星信號來實現。
那么,為什么廠家和設備說明書上,所有接收機終端都要通過接收至少超過4顆衛星的信號才能定位呢?
今天,小編就用最簡潔易懂的方法來為你科普。
我們以美國的GPS為例
在距離地球地面約20000公里的外太空
現在一共有24顆GPS衛星
在不同的軌道上圍繞地球做正圓高速運動
那么,問題來了
這跟接收機要接收到至少4顆
衛星來定位有何關系呢?
由于衛星是圍繞地球做正圓高速運動
因此,相對于地心原點來說
衛星每一刻運行的位置都是確定的
也就是說,我們能知道
24顆GPS衛星每時每刻的精確空間坐標
這樣一來,每顆衛星跟地面上
接收機終端的距離也可以準確知道
因此,如果要確定地球上
某一點(接收機)精確三維位置
理論上只要有3個點
即求取3個未知數即可
那么,我們為什么還需要第四顆衛星呢?
那是因為時間誤差
目前接收機使用的是石英鐘(秒級誤差)
衛星使用的是原子鐘(納秒級誤差)
兩者的時間誤差較大
因此,就必須計算并消除兩者的時間誤差
才能實現精準定位
這時就需要引入
第四顆衛星才能進行精確解算
此外,收到越多衛星信號
解算的速度和精度也會越好
如果再通過解算衛星不同頻段的信號
還能做到更好的抗干擾性能
因此通過多星多頻,可做到多路信號解算
這會讓解算精度更穩定和有保障
這也是大家都用
多星多頻硬件來做高精度定位的原因所在