Prinsip asas bagiSistem navigasi GPSadalah untuk mengukur jarak antara satelit dengan kedudukan yang diketahui dan penerima pengguna, dan kemudian menyepadukan data berbilang satelit untuk mengetahui kedudukan khusus penerima. Untuk mencapai matlamat ini, kedudukan satelit boleh didapati dalam ephemeris satelit mengikut masa yang direkodkan oleh jam onboard. Jarak dari pengguna ke satelit diperoleh dengan merekodkan masa isyarat satelit bergerak kepada pengguna, dan kemudian mendarabkannya dengan kelajuan cahaya (disebabkan oleh gangguan ionosfera di atmosfera, jarak ini bukan yang sebenar. jarak antara pengguna dan satelit, tetapi Pseudo-range (PR): Apabila satelit GPS berfungsi seperti biasa, mereka akan terus menghantar mesej navigasi dengan kod pseudo-rawak (dirujuk sebagai kod pseudo) yang terdiri daripada 1 dan 0 simbol binari ialah dua jenis kod pseudo yang digunakan oleh sistem GPS, iaitu: Kod C/A Sivil dan kod P(Y) ketenteraan Frekuensi kod C/A ialah 1.023MHz, tempoh ulangan ialah satu milisaat, dan selang kod ialah 1 mikrosaat. , yang bersamaan dengan 300m; kekerapan kod P ialah 10.23MHz, dan tempoh pengulangan ialah 266.4 hari Selangnya ialah 0.1 mikrosaat, yang bersamaan dengan 30m Kod Y dibentuk berdasarkan kod P prestasi keselamatan adalah lebih baik Mesej navigasi termasuk ephemeris satelit, keadaan kerja, pembetulan jam, pembetulan kelewatan ionosfera, pembetulan pembiasan atmosfera, dsb. Ia didemodulasi daripada isyarat satelit dan dihantar pada frekuensi pembawa dengan modulasi 50b/s. Setiap bingkai utama mesej navigasi mengandungi 5 subframe dengan panjang bingkai 6s. Tiga bingkai pertama masing-masing mempunyai 10 perkataan; setiap Ia berulang setiap 30 saat dan dikemas kini setiap jam. Dua bingkai terakhir mempunyai jumlah 15000b. Kandungan mesej navigasi terutamanya termasuk kod telemetri, kod penukaran, dan blok data pertama, kedua dan ketiga, yang paling penting ialah data ephemeris. Apabila pengguna menerima mesej navigasi, ekstrak masa satelit dan bandingkan dengan jamnya sendiri untuk mengetahui jarak antara satelit dan pengguna, dan kemudian gunakan data ephemeris satelit dalam mesej navigasi untuk mengira kedudukan satelit semasa menghantar. mesej itu. Kedudukan dan kelajuan pengguna dalam sistem koordinat geodetik WGS-84 boleh diketahui.
Ia boleh dilihat bahawa peranan bahagian satelitSistem navigasi GPSadalah untuk menghantar mesej navigasi secara berterusan. Walau bagaimanapun, memandangkan jam yang digunakan oleh penerima pengguna dan jam on-board satelit tidak boleh sentiasa disegerakkan, sebagai tambahan kepada koordinat tiga dimensi pengguna x, y dan z, a Δt, perbezaan masa antara satelit dan penerima. , juga diperkenalkan sebagai nombor yang tidak diketahui. Kemudian gunakan 4 persamaan untuk menyelesaikan 4 yang tidak diketahui ini. Jadi jika anda ingin tahu di mana penerima, anda mesti boleh menerima sekurang-kurangnya 4 isyarat satelit.
Thepenerima GPSboleh menerima maklumat masa tepat kepada tahap nanosaat yang boleh digunakan untuk pemasaan; ephemeris ramalan untuk meramalkan kedudukan anggaran satelit dalam beberapa bulan akan datang; ephemeris penyiaran untuk mengira koordinat satelit yang diperlukan untuk kedudukan , Dengan ketepatan beberapa meter hingga berpuluh-puluh meter (berbeza daripada satelit, berubah pada bila-bila masa); dansistem GPSmaklumat, seperti status satelit.
Thepenerima GPSboleh mengukur kod untuk mendapatkan jarak dari satelit ke penerima. Kerana ia mengandungi ralat jam satelit penerima dan ralat penyebaran atmosfera, ia dipanggil pseudorange. Pseudorange yang diukur untuk kod 0A dipanggil pseudorange kod UA, dan ketepatannya adalah kira-kira 20 meter. Pseudorange yang diukur untuk kod P dipanggil pseudorange kod P, dan ketepatannya adalah kira-kira 2 meter.
Thepenerima GPSmenyahkod isyarat satelit yang diterima atau menggunakan teknik lain untuk mengalih keluar maklumat yang dimodulasi pada pembawa, dan kemudian pembawa boleh dipulihkan. Tegasnya, fasa pembawa harus dipanggil fasa frekuensi denyutan pembawa, iaitu perbezaan antara fasa pembawa isyarat satelit yang diterima dipengaruhi oleh anjakan Doppler dan fasa isyarat yang dijana oleh ayunan tempatan penerima. Secara umumnya diukur pada masa zaman yang ditentukan oleh jam penerima dan menjejaki isyarat satelit, nilai perubahan fasa boleh direkodkan, tetapi nilai awal fasa penerima dan pengayun satelit pada permulaan pemerhatian tidak diketahui. Integer fasa bagi zaman awal juga tidak diketahui, iaitu, kekaburan sepanjang minggu hanya boleh diselesaikan sebagai parameter dalam pemprosesan data. Ketepatan nilai cerapan fasa adalah setinggi milimeter, tetapi premisnya adalah untuk menyelesaikan kekaburan keseluruhan lilitan. Oleh itu, nilai cerapan fasa hanya boleh digunakan apabila terdapat cerapan relatif dan nilai cerapan berterusan, dan ketepatan kedudukan yang lebih baik daripada aras meter hanya cerapan fasa sahaja boleh digunakan.
Mengikut kaedah penentududukan, penentududukan GPS dibahagikan kepada penentududukan satu titik dan kedudukan relatif (pemposisian berbeza). Kedudukan titik tunggal adalah satu cara untuk menentukan kedudukan penerima berdasarkan data pemerhatian penerima. Ia hanya boleh menggunakan pemerhatian pseudorange dan boleh digunakan untuk navigasi kasar dan kedudukan kenderaan dan kapal. Kedudukan relatif (differential positioning) ialah kaedah untuk menentukan kedudukan relatif antara titik cerapan berdasarkan data cerapan lebih daripada dua penerima. Ia boleh menggunakan sama ada pemerhatian pseudorange atau pemerhatian fasa. Pengukuran geodetik atau kejuruteraan harus digunakan. Gunakan pemerhatian fasa untuk kedudukan relatif.
Pemerhatian GPStermasuk perbezaan jam satelit dan penerima, kelewatan perambatan atmosfera, kesan berbilang laluan dan ralat lain. Mereka juga dipengaruhi oleh ralat ephemeris siaran satelit semasa pengiraan kedudukan. Ralat yang paling biasa disebabkan oleh kedudukan relatif. Pembatalan atau kelemahan, jadi ketepatan kedudukan akan bertambah baik. Penerima dwi-frekuensi boleh membatalkan bahagian utama ralat ionosfera di atmosfera berdasarkan pemerhatian kedua-dua frekuensi. ), penerima dwi-frekuensi harus digunakan.
