Основният принцип наGPS навигационна системае да се измери разстоянието между сателит с известна позиция и приемника на потребителя и след това да се интегрират данните от множество сателити, за да се знае конкретната позиция на приемника. За да се постигне това, позицията на сателита може да бъде намерена в сателитните ефемериди според часа, записан от бордовия часовник. Разстоянието от потребителя до сателита се получава чрез записване на времето, през което сателитният сигнал пътува до потребителя, и след това то се умножава по скоростта на светлината (поради намесата на йоносферата в атмосферата, това разстояние не е реалното разстояние между потребителя и сателита, но псевдо-обхват (PR): Когато GPS сателитите работят нормално, те ще продължат да предават навигационни съобщения с псевдослучайни кодове (наричани псевдо кодове), съставени от 1 и 0 двоични символи са два типа псевдо кодове, използвани от GPS системите, а именно: граждански C/A код и военен P(Y) код. Честотата на C/A кода е 1,023MHz, периодът на повторение е една милисекунда, а кодовият интервал е 1 микросекунда. , което е еквивалентно на 300 m; честотата на кода P е 10,23 MHz, а периодът на повторение е 0,1 микросекунди, което е еквивалентно на кода P производителността на навигационното съобщение включва сателитни ефемериди, корекция на часовника, корекция на йоносферното закъснение, корекция на атмосферната рефракция и др. Той се демодулира от сателитния сигнал и се предава на носеща честота с модулация 50b/s. Всеки основен кадър на навигационното съобщение съдържа 5 подкадра с дължина на кадъра 6 s. Първите три кадъра имат по 10 думи; всеки Повтаря се на всеки 30 секунди и се актуализира на всеки час. Последните два кадъра имат общо 15000b. Съдържанието на навигационното съобщение включва главно телеметрични кодове, кодове за преобразуване и първия, втория и третия блок данни, най-важният от които е данните за ефемеридите. Когато потребителят получи навигационното съобщение, извадете сателитното време и го сравнете със собствения си часовник, за да разберете разстоянието между сателита и потребителя, и след това използвайте данните от сателитните ефемериди в навигационното съобщение, за да изчислите позицията на сателита при предаване съобщението. Позицията и скоростта на потребителя в геодезическата координатна система WGS-84 могат да бъдат известни.
Вижда се, че ролята на сателитната част наGPS навигационна системае да предава непрекъснато навигационни съобщения. Въпреки това, тъй като часовникът, използван от приемника на потребителя, и часовникът на борда на сателита не винаги могат да бъдат синхронизирани, в допълнение към триизмерните координати x, y и z на потребителя, a Δt, часовата разлика между сателита и приемника , също се въвежда като неизвестно число. След това използвайте 4 уравнения, за да решите тези 4 неизвестни. Така че, ако искате да знаете къде е приемникът, трябва да можете да приемате поне 4 сателитни сигнала.
TheGPS приемникможе да получава информация за времето с точност до нивото на наносекунда, която може да се използва за измерване на времето; прогнозните ефемериди за прогнозиране на приблизителната позиция на сателита през следващите няколко месеца; излъчваните ефемериди за изчисляване на сателитните координати, необходими за позициониране, с точност от няколко метра до десетки метри (различни от сателитни, променящи се по всяко време); иGPS системаинформация, като например състояние на сателит.
TheGPS приемникможе да измери кода, за да получи разстоянието от сателита до приемника. Тъй като съдържа грешката на сателитния часовник на приемника и грешката на атмосферното разпространение, той се нарича псевдообхват. Псевдообхватът, измерен за кода 0A, се нарича псевдообхват на UA кода и точността е около 20 метра. Псевдообхватът, измерен за кода P, се нарича псевдообхват на кода P и точността е около 2 метра.
TheGPS приемникдекодира получения сателитен сигнал или използва други техники за премахване на информацията, модулирана на носителя, и след това носителят може да бъде възстановен. Строго погледнато, носещата фаза трябва да се нарича фаза на носещата честота на биене, която е разликата между фазата на носещия сигнал на получения сателитен сигнал, засегната от доплеровото изместване, и фазата на сигнала, генерирана от локалното трептене на приемника. Обикновено измерена в епохата, определена от часовника на приемника и проследяване на сателитния сигнал, стойността на фазовата промяна може да бъде записана, но първоначалната стойност на фазата на приемника и сателитния осцилатор в началото на наблюдението е неизвестна. Фазовото цяло число на началната епоха също е неизвестно, т.е. неяснотата на цялата седмица може да бъде решена само като параметър при обработката на данни. Точността на стойността за наблюдение на фазата е до милиметри, но предпоставката е да се разреши неяснотата на цялата обиколка. Следователно стойността на фазовото наблюдение може да се използва само когато има относително наблюдение и непрекъсната стойност на наблюдение, а точността на позициониране, която е по-добра от нивото на измервателния уред, е само Фазови наблюдения могат да се използват.
Според метода на позициониране GPS позиционирането се разделя на позициониране в една точка и относително позициониране (диференциално позициониране). Позиционирането в една точка е начин за определяне на позицията на приемника въз основа на данните от наблюдението на приемника. Може да използва само наблюдения от псевдодалечина и може да се използва за груба навигация и позициониране на превозни средства и кораби. Относителното позициониране (диференциално позициониране) е метод за определяне на относителната позиция между точките на наблюдение въз основа на данните за наблюдение на повече от два приемника. Може да използва или наблюдения на псевдодалечини, или фазови наблюдения. Трябва да се използват геодезически или инженерни измервания. Използвайте фазови наблюдения за относително позициониране.
GPS наблюдениявключват разлики в часовника на сателита и приемника, забавяне на разпространението в атмосферата, многопътни ефекти и други грешки. Те също така се влияят от ефемеридни грешки на сателитно излъчване по време на изчисления за позициониране. Най-честите грешки са причинени от относително позициониране. Анулиране или отслабване, така че точността на позициониране ще бъде значително подобрена. Двучестотният приемник може да отмени основната част от йоносферната грешка в атмосферата въз основа на наблюденията на двете честоти. ), трябва да се използват двучестотни приемници.
