Grundprincippet iGPS navigationssystemer at måle afstanden mellem en satellit med en kendt position og brugerens modtager og derefter integrere data fra flere satellitter for at kende modtagerens specifikke position. For at opnå dette kan satellittens position findes i satellittens efemeri i henhold til den tid, der er registreret af det indbyggede ur. Afstanden fra brugeren til satellitten opnås ved at registrere den tid, som satellitsignalet rejser til brugeren, og derefter gange den med lysets hastighed (på grund af interferensen fra ionosfæren i atmosfæren er denne afstand ikke den reelle afstand mellem brugeren og satellitten, men Pseudo-range (PR): Når GPS-satellitter fungerer normalt, vil de fortsætte med at sende navigationsbeskeder med pseudo-tilfældige koder (omtalt som pseudo-koder) sammensat af 1 og 0 binære symboler er to typer pseudokoder, der bruges af GPS-systemer, nemlig: Civil C/A-kode og militær P(Y)-kode. C/A-kodens frekvens er 1,023 MHz, gentagelsesperioden er et millisekund, og kodeintervallet er 1 mikrosekund. , hvilket svarer til 300m; P-kodefrekvensen er 10,23MHz, og gentagelsesperioden er 266,4 dage. Intervallet er 0,1 mikrosekunder, hvilket svarer til 30m Sikkerhedsydelsen er bedre Navigationsmeddelelsen omfatter satellit-ephemeris, arbejdsforhold, urkorrektion, ionosfærisk forsinkelseskorrektion, atmosfærisk brydningskorrektion, osv. Information. Det demoduleres fra satellitsignalet og transmitteres på bærefrekvensen med 50b/s modulation. Hver hovedramme i navigationsmeddelelsen indeholder 5 underrammer med en rammelængde på 6 sek. De første tre rammer har hver 10 ord; hver Det gentages hvert 30. sekund og opdateres hver time. De sidste to frames har i alt 15000b. Indholdet af navigationsmeddelelsen omfatter hovedsageligt telemetrikoder, konverteringskoder og den første, anden og tredje datablok, hvoraf den vigtigste er ephemeris-data. Når brugeren modtager navigationsmeddelelsen, udtræk satellittiden og sammenlign den med sit eget ur for at kende afstanden mellem satellitten og brugeren, og brug derefter satellitephemeris-dataene i navigationsmeddelelsen til at beregne satellittens position, når der sendes beskeden. Brugerens position og hastighed i WGS-84 geodætiske koordinatsystem kan kendes.
Det kan ses, at satellitdelens rolleGPS navigationssystemer løbende at sende navigationsmeddelelser. Men da det ur, der bruges af brugerens modtager og satellittens indbyggede ur, ikke altid kan synkroniseres, ud over brugerens tredimensionelle koordinater x, y og z, a Δt, tidsforskellen mellem satellitten og modtageren , introduceres også som et ukendt nummer. Brug derefter 4 ligninger til at løse disse 4 ubekendte. Så hvis du vil vide, hvor modtageren er, skal du kunne modtage mindst 4 satellitsignaler.
DeGPS modtagerkan modtage tidsinformation nøjagtigt til nanosekundniveauet, der kan bruges til timing; den forventede efemeri til forudsigelse af satellittens omtrentlige position i de næste par måneder; udsendelsens efemeri til beregning af de satellitkoordinater, der kræves til positionering, med en nøjagtighed på nogle få meter til titusinder af meter (forskellig fra satellit, ændres til enhver tid); ogGPS systemoplysninger, såsom satellitstatus.
DeGPS modtagerkan måle koden for at få afstanden fra satellitten til modtageren. Fordi det indeholder fejlen fra modtagerens satellitur og den atmosfæriske udbredelsesfejl, kaldes det et pseudoområde. Pseudorækken målt for 0A-koden kaldes UA-kodens pseudorækkevidde, og nøjagtigheden er omkring 20 meter. Pseudorækken målt for P-koden kaldes P-kodens pseudorækkevidde, og nøjagtigheden er omkring 2 meter.
DeGPS modtagerafkoder det modtagne satellitsignal eller bruger andre teknikker til at fjerne informationen, der er moduleret på bæreren, og derefter kan bærebølgen gendannes. Strengt taget bør bærebølgefasen kaldes bærebølgefrekvensfasen, som er forskellen mellem den modtagne satellitsignalbærerfase påvirket af Doppler-skiftet og signalfasen genereret af modtagerens lokale oscillation. Generelt målt ved epoketiden bestemt af modtagerens ur og ved at holde styr på satellitsignalet, kan faseændringsværdien registreres, men startværdien af fasen af modtageren og satellitoscillatoren ved begyndelsen af observationen er ukendt. Faseheltallet for den indledende epoke er også ukendt, det vil sige, at tvetydigheden af hele ugen kun kan løses som en parameter i databehandling. Nøjagtigheden af faseobservationsværdien er så høj som millimeter, men forudsætningen er at løse tvetydigheden af hele omkredsen. Derfor kan faseobservationsværdien kun bruges, når der er en relativ observation og en kontinuerlig observationsværdi, og den positioneringsnøjagtighed, der er bedre end målerniveauet, er kun faseobservationer, der kan anvendes.
Ifølge positioneringsmetoden er GPS-positionering opdelt i enkeltpunktspositionering og relativ positionering (differentiel positionering). Enkeltpunktspositionering er en måde at bestemme modtagerens position på baseret på en modtagers observationsdata. Den kan kun bruge pseudoafstandsobservationer og kan bruges til grov navigation og positionering af køretøjer og skibe. Relativ positionering (differentiel positionering) er en metode til at bestemme den relative position mellem observationspunkter baseret på observationsdata fra mere end to modtagere. Den kan bruge enten pseudorange-observationer eller faseobservationer. Geodætiske eller tekniske målinger bør anvendes. Brug faseobservationer til relativ positionering.
GPS observationeromfatter satellit- og modtagerurforskelle, atmosfærisk udbredelsesforsinkelse, flervejseffekter og andre fejl. De er også påvirket af satellit-udsendelses efemeriske fejl under positioneringsberegninger. De mest almindelige fejl er forårsaget af relativ positionering. Annullering eller svækkelse, så positioneringsnøjagtigheden vil blive væsentligt forbedret. Dobbeltfrekvensmodtageren kan annullere hoveddelen af den ionosfæriske fejl i atmosfæren baseret på observationerne af de to frekvenser. ), bør der anvendes dobbeltfrekvensmodtagere.
