Grunnprinsippet forGPS-navigasjonssystemer å måle avstanden mellom en satellitt med en kjent posisjon og brukerens mottaker, og deretter integrere dataene til flere satellitter for å vite den spesifikke posisjonen til mottakeren. For å oppnå dette kan posisjonen til satellitten bli funnet i satellittens ephemeris i henhold til tiden registrert av den innebygde klokken. Avstanden fra brukeren til satellitten oppnås ved å registrere tiden som satellittsignalet reiser til brukeren, og deretter multiplisere den med lysets hastighet (på grunn av interferensen fra ionosfæren i atmosfæren, er ikke denne avstanden den virkelige avstand mellom brukeren og satellitten, men Pseudo-rekkevidde (PR): Når GPS-satellitter fungerer normalt, vil de fortsette å sende navigasjonsmeldinger med pseudo-tilfeldige koder (referert til som pseudo-koder) sammensatt av 1 og 0 binære symboler er to typer pseudokoder som brukes av GPS-systemer, nemlig: Sivil C/A-kode og militær P(Y)-kode. C/A-kodefrekvensen er 1,023 MHz, repetisjonsperioden er ett millisekund, og kodeintervallet er 1 mikrosekund. , som tilsvarer 300m; P-kodefrekvensen er 10,23MHz, og repetisjonsperioden er 0,1 mikrosekunder, som tilsvarer 30m. Y-koden dannes på grunnlag av P-koden sikkerhetsytelsen er bedre Navigasjonsmeldingen inkluderer satellittephemeris, arbeidsforhold, klokkekorreksjon, ionosfærisk forsinkelseskorreksjon, atmosfærisk refraksjonskorreksjon, etc. Informasjon. Den demoduleres fra satellittsignalet og overføres på bærefrekvensen med 50b/s modulasjon. Hver hovedramme i navigasjonsmeldingen inneholder 5 underrammer med en rammelengde på 6 s. De tre første rammene har hver 10 ord; hver Den gjentas hvert 30. sekund og oppdateres hver time. De to siste rammene har totalt 15000b. Innholdet i navigasjonsmeldingen inkluderer hovedsakelig telemetrikoder, konverteringskoder og den første, andre og tredje datablokken, hvorav den viktigste er ephemeris-data. Når brukeren mottar navigasjonsmeldingen, trekk ut satellitttiden og sammenlign den med sin egen klokke for å vite avstanden mellom satellitten og brukeren, og bruk deretter satellittephemeris-dataene i navigasjonsmeldingen for å beregne posisjonen til satellitten ved sending meldingen. Brukerens posisjon og hastighet i WGS-84 geodetiske koordinatsystem kan være kjent.
Det kan sees at rollen til satellittdelen avGPS-navigasjonssystemer å kontinuerlig sende navigasjonsmeldinger. Men siden klokken som brukes av brukerens mottaker og satellittens innebygde klokke ikke alltid kan synkroniseres, i tillegg til brukerens tredimensjonale koordinater x, y og z, a Δt, tidsforskjellen mellom satellitten og mottakeren , er også introdusert som et ukjent nummer. Bruk deretter 4 ligninger for å løse disse 4 ukjente. Så hvis du vil vite hvor mottakeren er, må du kunne motta minst 4 satellittsignaler.
DeGPS-mottakerkan motta tidsinformasjon nøyaktig til nanosekundnivået som kan brukes til timing; prognoseephemerien for å forutsi den omtrentlige posisjonen til satellitten i løpet av de neste månedene; kringkastingsephemerien for å beregne satellittkoordinatene som kreves for posisjonering, med en nøyaktighet på noen få meter til titalls meter (forskjellig fra satellitt, endres når som helst); ogGPS-systeminformasjon, for eksempel satellittstatus.
DeGPS-mottakerkan måle koden for å få avstanden fra satellitten til mottakeren. Fordi den inneholder feilen til mottakerens satellittklokke og den atmosfæriske forplantningsfeilen, kalles den et pseudoområde. Pseudo-rekkevidden målt for 0A-koden kalles UA-koden pseudo-rekkevidde, og nøyaktigheten er omtrent 20 meter. Pseudoområdet målt for P-koden kalles P-kode-pseudoområdet, og nøyaktigheten er ca. 2 meter.
DeGPS-mottakerdekoder det mottatte satellittsignalet eller bruker andre teknikker for å fjerne informasjonen som er modulert på bæreren, og deretter kan bæreren gjenopprettes. Strengt tatt bør bærebølgefasen kalles bærebølgefrekvensfasen, som er forskjellen mellom den mottatte satellittsignalbærebølgefasen påvirket av Doppler-skiftet og signalfasen generert av mottakerens lokale oscillasjon. Generelt målt ved epoketiden bestemt av mottakerklokken og holder styr på satellittsignalet, kan faseendringsverdien registreres, men startverdien til fasen til mottakeren og satellittoscillatoren ved begynnelsen av observasjonen er ukjent. Faseheltallet for den innledende epoken er også ukjent, det vil si at tvetydigheten til hele uken bare kan løses som en parameter i databehandling. Nøyaktigheten til faseobservasjonsverdien er så høy som millimeter, men premisset er å løse tvetydigheten til hele omkretsen. Derfor kan faseobservasjonsverdien kun brukes når det er en relativ observasjon og en kontinuerlig observasjonsverdi, og posisjoneringsnøyaktigheten som er bedre enn målernivået kun er faseobservasjoner kan brukes.
I henhold til posisjoneringsmetoden er GPS-posisjonering delt inn i enkeltpunktsposisjonering og relativ posisjonering (differensiell posisjonering). Enkeltpunktsposisjonering er en måte å bestemme posisjonen til mottakeren på basert på observasjonsdataene til en mottaker. Den kan bare bruke pseudoavstandsobservasjoner og kan brukes til grovnavigering og posisjonering av kjøretøy og skip. Relativ posisjonering (differensiell posisjonering) er en metode for å bestemme den relative posisjonen mellom observasjonspunkter basert på observasjonsdataene til mer enn to mottakere. Den kan bruke enten pseudoavstandsobservasjoner eller faseobservasjoner. Geodetiske eller tekniske målinger bør brukes. Bruk faseobservasjoner for relativ posisjonering.
GPS-observasjonerinkluderer satellitt- og mottakerklokkeforskjeller, atmosfærisk forplantningsforsinkelse, flerveiseffekter og andre feil. De påvirkes også av efemeriske feil ved satellittkringkasting under posisjoneringsberegninger. De vanligste feilene er forårsaket av relativ posisjonering. Kansellering eller svekkelse, så posisjoneringsnøyaktigheten vil bli betydelig forbedret. Tofrekvensmottakeren kan kansellere hoveddelen av den ionosfæriske feilen i atmosfæren basert på observasjonene av de to frekvensene. ), bør mottakere med to frekvenser brukes.
