GPS(Global Position System,全球定位系统),全称为NAVSTAR GPS(NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Position System,导航星测时与测距全球定位系统)。GPS是一个由美国国防部开发的空基全天侯导航系统,它用以满足军方在地面或近地空间内获取在一个通用参照系中的位置、速度和时间信息的要求。目前共有二十四颗卫星,其中21颗工作卫星,3颗在轨备用卫星。由于刚开始GPS只限于军事用途,民用受到人为精度的限制(SA)。直到2OOO年5月1日起美国政府取消SA限制后,大大地促进了民用普遍化,现已逐步演变为一种世界性高技术产业,成为目前世界上发展最快的三大信息产业之一。 通过车载GPS定位接收模组,我们可以免费接收到非常精确的格林威治时间、车辆的经度、纬度,如果是移动车辆还可以看到移动车辆运动的方位角及运动速度等信息。
GPS车载定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,採用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。如下图所示,假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机,可以测定GPS信号到达接收机的时间△t,再加上接收机所接收到的卫星星曆等其它数据可以确定以下四个方程式如图四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数,其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。定位方程
di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。
△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。
c为GPS信号的传播速度(即光速)。
四个方程式中各个参数意义如下
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标,
可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差,由卫星星曆提供。