GPS工作机构组成部分

空间段:

• 由从空间发射信号的卫星组成，用户的时间和位置以此为基础进行测量。
• 一组卫星称为星座。
• GPS使用两个卫星星座，即NAVSTAR和GLONASS。
• 导航卫星定时和测距
• NAVSTAR由24颗卫星组成，排列在6个轨道平面上，向赤道倾斜55度，周期为12小时。
• 它们的轨道高度分别约为20,200公里。
• 每颗卫星装有四个精确的原子钟，每次只有一个在使用。

图

控制部分:

• 控制段由一组5个基于一个地基的监视器站组成，三个天线和主控制站。
• 主控制设施位于科罗拉多州的施里弗空军基地(前身为猎鹰空军基地)。
• 监控站连续测量svv发出的信号，并将数据提供给主控站。
• 主控站计算卫星星历和时钟校正系数，并将它们转发给天线。
• 天线每天至少向每个卫星传送一次数据。然后，sv通过无线电信号将轨道星历子集发送给GPS接收器
  

用户组:

• GPS用户段由GPS接收机和用户群组成。
• 典型的接收机由天线和前置放大器、无线电信号微处理器、控制和显示装置、数据记录单元和电源组成。
• GPS接收器将SV信号转换为位置、速度和时间估计。至少需要四颗卫星来计算X、Y、Z(位置)和时间四个维度。
  

全球定位系统(GPS)工作机制

24颗卫星中的每一颗都向接收器发送信号，接收器通过计算信号发送时间和接收时间之间的差来确定它们的位置或范围。
信号包含数据，接收器使用这些数据来计算卫星的位置，并进行精确定位所需的其他调整。

接收器必须考虑到传播延迟，或者由电离层和对流层造成的信号速度下降。

GPS卫星携带原子钟，提供非常精确的时间。时间信息被放置在由卫星广播的编码中，这样接收机就可以连续地确定信号广播的时间。有了三颗卫星的距离和信号发送时卫星的位置的信息，接收器可以计算自己的三维位置。为了计算这三个信号的范围，需要一个与GPS同步的原子钟。然而，通过从第四颗卫星进行测量，接收器避免了对原子钟的需要。因此，接收器使用四颗卫星来计算纬度、经度、高度和时间。

测量距离:

• 卫星广播无线电信号(电磁辐射)
• 简单的距离计算d = v * t
• 速度=光速每秒186,000英里
• 时间是已知的(发送和接收的差异)
• 距离计算
  

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GPS的误差来源
GPS误差的来源，卫星误差，多路径误差和接收机误差。

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