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主题:【原创】说说GPS定位导航 -- honeybl

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家园 三颗卫星还是四颗卫星,这是个问题。

萧萧易水兄弟在回复萧萧易水:多说一句 gps 原理,及回答楼下 njyd 兄弟。中说要4颗卫星才能定位。

到底是三颗卫星还是四颗卫星呢?这实际上涉及到不同的算法设计。

通过接收到的GPS卫星的时间和轨道参数,我们是可以计算出这颗卫星在发出这个信息的时刻的精确三维位置的,反过来,可以知道卫星在某个精确的三维位置上发射出来信号的时间数值的。

因此时间不是一个独立的变量,而是与卫星的三维位置具有相关性。

假定从三颗卫星发射的含有同样时间信息的信号依次在T0,T0+A,T0+B的时刻到达,那么完全可以计算出在发出该时间信息时刻,三颗卫星的位置,在根据时间相对延迟的测量值(0,A,B),再用几何的方法就能计算出我们的位置。计算出我们的位置后,就可以计算出与卫星的实际距离了,除以光速,得到时间传输的延迟,修正一下。就可以知道正确的时间。

但是(一有但是,准没好事):

这要求GPS终端必须有高精度的时钟,来精确测量时间上的偏差延迟值,这将及使GPS终端的成本上升,无法大规模生产。

同时,各种测量误差,可能使几何计算出现无解的情况,或者误差半径过大的请况。需要进行极其复杂的运算和校正,得到一个最佳可能位置。

因此,在实际中,通过四颗卫星的方法,一方面降低GPS终端的时钟精度要求,降低成本。另一方面降低计算和校正的算法复杂度,带来的后果就是你需要更加开阔的天空视野。

猜猜美军的GPS终端需要几颗卫星来定位?

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话说美军特种部队经过在阿富汗崎岖的山区进一年的艰苦追踪,终于发现拉登大叔的藏身山洞了。趁着大叔还没转移,马上呼叫总部:

"狐狸呼叫海豹,发现兔子窝"

总部一片欢腾:

"空袭准备完毕,速速告知位置"。

大兵掏出GPS一看,山沟深处,只能够看到两颗卫星,于是立马往山顶跑去。好不费力地爬上山顶,拉登大叔已经完成了5个1工程了:

睡了1个好觉,洗了1次肾,录了1盘讲话,转移了1次阵地,逃过了1劫。

美国大兵仰天大喊:

"为什么不用中国的北斗双星定位?"

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两颗卫星能够定位吗?

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