Principiul de bază alSistem de navigație GPSeste de a măsura distanța dintre un satelit cu o poziție cunoscută și receptorul utilizatorului și apoi de a integra datele mai multor sateliți pentru a cunoaște poziția specifică a receptorului. Pentru a realiza acest lucru, poziția satelitului poate fi găsită în efemeridele satelitului în funcție de ora înregistrată de ceasul de bord. Distanța de la utilizator la satelit se obține prin înregistrarea timpului în care semnalul satelitului parcurge către utilizator și apoi înmulțirea acestuia cu viteza luminii (datorită interferenței ionosferei în atmosferă, această distanță nu este reală). distanța dintre utilizator și satelit, dar Pseudo-gamă (PR): Când sateliții GPS funcționează în mod normal, ei vor continua să transmită mesaje de navigare cu coduri pseudo-aleatoare (denumite pseudocoduri) compuse din simboluri binare 1 și 0 sunt două tipuri de pseudocoduri utilizate de sistemele GPS și anume: codul civil C/A și codul militar P(Y) Frecvența codului C/A este de 1,023 MHz, perioada de repetiție este de o milisecundă, iar intervalul de cod este de 1 microsecundă. , care este echivalent cu 300 m; frecvența codului P este de 10,23 MHz, iar perioada de repetiție este de 0,1 microsecunde, care este echivalentă cu 30 m, iar codul P Performanța de securitate este mai bună Mesajul de navigație include efemeride prin satelit, condiții de lucru, corecție ceas, corecție întârziere ionosferică, corecție refracție atmosferică etc. Este demodulat din semnalul satelitului și transmis pe frecvența purtătoare cu modulație de 50b/s. Fiecare cadru principal al mesajului de navigare conține 5 subcadre cu o lungime a cadrului de 6s. Primele trei cadre au fiecare 10 cuvinte; fiecare Se repetă la fiecare 30 de secunde și se actualizează la fiecare oră. Ultimele două cadre au un total de 15000b. Conținutul mesajului de navigare include în principal coduri de telemetrie, coduri de conversie și primul, al doilea și al treilea bloc de date, dintre care cel mai important sunt datele efemeride. Când utilizatorul primește mesajul de navigație, extrage ora satelitului și compară-l cu propriul ceas pentru a cunoaște distanța dintre satelit și utilizator și apoi folosește datele efemeridei satelitului din mesajul de navigație pentru a calcula poziția satelitului la transmitere. mesajul. Poziția și viteza utilizatorului în sistemul de coordonate geodezice WGS-84 pot fi cunoscute.
Se poate observa că rolul satelitului parte aSistem de navigație GPSeste de a transmite continuu mesaje de navigare. Cu toate acestea, deoarece ceasul utilizat de receptorul utilizatorului și ceasul de bord al satelitului nu pot fi întotdeauna sincronizate, pe lângă coordonatele tridimensionale ale utilizatorului x, y și z, un Δt, diferența de timp dintre satelit și receptor , este introdus și ca număr necunoscut. Apoi folosiți 4 ecuații pentru a rezolva aceste 4 necunoscute. Deci, dacă vrei să știi unde se află receptorul, trebuie să poți primi cel puțin 4 semnale de satelit.
Thereceptor GPSpoate primi informații de timp precise la nivelul de nanosecunde care pot fi utilizate pentru sincronizare; efemeridele de prognoză pentru prognoza poziţiei aproximative a satelitului în următoarele câteva luni; efemeridele de difuzare pentru calcularea coordonatelor satelitului necesare poziționării, cu o precizie de la câțiva metri până la zeci de metri (diferită de satelit, care se schimbă în orice moment); şisistem GPSinformații, cum ar fi starea satelitului.
Thereceptor GPSpoate măsura codul pentru a obține distanța de la satelit la receptor. Deoarece conține eroarea ceasului de satelit al receptorului și eroarea de propagare atmosferică, se numește pseudorange. Pseudorange măsurată pentru codul 0A se numește pseudorange cod UA, iar precizia este de aproximativ 20 de metri. Pseudorange măsurată pentru codul P se numește pseudorange cod P, iar precizia este de aproximativ 2 metri.
Thereceptor GPSdecodifică semnalul satelit primit sau folosește alte tehnici pentru a elimina informațiile modulate pe purtător, iar apoi purtătorul poate fi restaurat. Strict vorbind, faza purtătoarei ar trebui să fie numită fază de frecvență de bataie a purtătoarei, care este diferența dintre faza purtătoarei de semnal satelit recepționată afectată de deplasarea Doppler și faza semnalului generată de oscilația locală a receptorului. Măsurată în general la ora epocii determinată de ceasul receptorului și ținând evidența semnalului satelitului, valoarea schimbării de fază poate fi înregistrată, dar valoarea inițială a fazei receptorului și a oscilatorului satelit la începutul observației este necunoscută. Nu se cunoaște și numărul întreg de fază al epocii inițiale, adică ambiguitatea întregii săptămâni nu poate fi rezolvată decât ca parametru în prelucrarea datelor. Precizia valorii de observare a fazei este la fel de mare ca milimetri, dar premisa este de a rezolva ambiguitatea întregii circumferințe. Prin urmare, valoarea de observare a fazei poate fi utilizată numai atunci când există o observație relativă și o valoare de observație continuă, iar precizia de poziționare care este mai bună decât nivelul contorului este doar observațiile de fază pot fi utilizate.
Conform metodei de poziționare, poziționarea GPS este împărțită în poziționare într-un singur punct și poziționare relativă (poziționare diferențială). Poziționarea într-un singur punct este o modalitate de a determina poziția receptorului pe baza datelor de observație ale unui receptor. Poate folosi doar observații pseudorange și poate fi folosit pentru navigarea și poziționarea aproximativă a vehiculelor și navelor. Poziționarea relativă (poziționarea diferențială) este o metodă de determinare a poziției relative între punctele de observare pe baza datelor de observație a mai mult de doi receptori. Poate folosi fie observații pseudorange, fie observații de fază. Trebuie utilizate măsurători geodezice sau de inginerie. Utilizați observațiile de fază pentru poziționarea relativă.
Observatii GPSinclud diferențele de ceas prin satelit și receptor, întârziere de propagare atmosferică, efecte cu mai multe căi și alte erori. Ele sunt, de asemenea, afectate de erorile efemeridelor transmise prin satelit în timpul calculelor de poziționare. Cele mai frecvente erori sunt cauzate de poziționarea relativă. Anulare sau slăbire, astfel încât precizia de poziționare va fi mult îmbunătățită. Receptorul cu dublă frecvență poate anula cea mai mare parte a erorii ionosferice din atmosferă pe baza observațiilor celor două frecvențe. ), ar trebui utilizate receptoare cu frecvență duală.
