卫星定位器原理与前面叙述的一样,只是把已知建筑物“搬到了”太空,通过卫星进行导航定位。为了使地球表面绝大部分地区都能接收到卫星信号,对太空中卫星的数量有一定的要求,如美国的全球定位系统(GPS)星座由24颗卫星构成,除了极区之外,地球表面任一位置都能同时接收到4颗以上卫星的信号,以确保定位的精度。
现代城市高楼林立,对卫星信号有遮挡,这种现象成为“城市森林”问题。多种导航定位系统并存,增加导航卫星的数量可在一定程度上缓解这个问题。
大家都知道地球上的人们要定位,必须通过接收卫星信号来实现。
那么,为什么厂家和设备说明书上,所有接收机终端都要通过接收至少超过4颗卫星的信号才能定位呢?
今天,小编就用最简洁易懂的方法来为你科普。
我们以美国的GPS为例
在距离地球地面约20000公里的外太空
现在一共有24颗GPS卫星
在不同的轨道上围绕地球做正圆高速运动
那么,问题来了
这跟接收机要接收到至少4颗
卫星来定位有何关系呢?
由于卫星是围绕地球做正圆高速运动
因此,相对于地心原点来说
卫星每一刻运行的位置都是确定的
也就是说,我们能知道
24颗GPS卫星每时每刻的精确空间坐标
这样一来,每颗卫星跟地面上
接收机终端的距离也可以准确知道
因此,如果要确定地球上
某一点(接收机)精确三维位置
理论上只要有3个点
即求取3个未知数即可
那么,我们为什么还需要第四颗卫星呢?
那是因为时间误差
目前接收机使用的是石英钟(秒级误差)
卫星使用的是原子钟(纳秒级误差)
两者的时间误差较大
因此,就必须计算并消除两者的时间误差
才能实现精准定位
这时就需要引入
第四颗卫星才能进行精确解算
此外,收到越多卫星信号
解算的速度和精度也会越好
如果再通过解算卫星不同频段的信号
还能做到更好的抗干扰性能
因此通过多星多频,可做到多路信号解算
这会让解算精度更稳定和有保障
这也是大家都用
多星多频硬件来做高精度定位的原因所在