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簡(jiǎn)單說(shuō)，是電腦裝上地圖軟件及發(fā)射及接駁器，而與天上之人造衛(wèi)星接上，而得出物件之座標(biāo)，此坐標(biāo)是由電腦高速于非常短時(shí)間內(nèi)算出，從而與地圖連上再得出物件所在地點(diǎn)。 注:地圖軟件是包含每一位置地點(diǎn)之座標(biāo)。 什么是GPS ? 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Position System, GPS)為美國(guó)國(guó)防部開(kāi)發(fā)，利用規(guī)模遍及全球的人造衛(wèi)星之航法系統(tǒng)，由24顆人造衛(wèi)星所構(gòu)成，其中包括三顆預(yù)備衛(wèi)星。利用對(duì)民間開(kāi)放的C/A碼標(biāo)準(zhǔn)測(cè)法，能得到數(shù)十米的精度，為無(wú)線電定位法的一種。 衛(wèi)星定位系統(tǒng)整體運(yùn)作上可分成三部份:太空部分、地面部分以及訊號(hào)部分。 太空部分 目前 GPS 衛(wèi)星已發(fā)展至 Block II 型式的定位衛(wèi)星， 由Rockwell International 制造，在軌道上重量約 1,900 磅， 太陽(yáng)能接收板長(zhǎng)度約17 呎，預(yù)期壽命為7.5年，于 1994年完成第24顆衛(wèi)星的發(fā)射，整個(gè)GPS 系統(tǒng)正式宣告建構(gòu)完成。因此目前太空中有24顆GPS 衛(wèi)星可供定位運(yùn)用，它們平均分布于6個(gè)軌道面，每個(gè)軌道面上各有 4顆，距離地面高度約10,900海里 (大約20,000公里)， 呈55°角傾斜繞行地球運(yùn)轉(zhuǎn)，繞行地球一周需 12 恒星時(shí)，每日可繞行地球 2周，這也就是說(shuō)，不論任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，包含北極, 南極，至少有 4 顆以上的衛(wèi)星出現(xiàn)在我們的上空。 訊號(hào)部分 GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩組隨機(jī)電碼，一組稱(chēng)為C/A碼，一組稱(chēng)為P碼。C/A碼主要開(kāi)放給民間使用，因此在精度上刻意降低，P碼則是美國(guó)國(guó)防部保留為其軍事用途的電碼，精度比C/A碼高很多，因此設(shè)有密碼，一般民間使用者無(wú)法解讀。一般而言，GPS衛(wèi)星傳送兩種頻率的載波， L1 (Link 1) 載波的頻率為1575.42 MHZ，L2 (Link 2)載波的頻率為1227.60MHZ。 地面部分 地面設(shè)施部分主要包含GPS監(jiān)控站與使用者接收設(shè)備兩部份。 監(jiān)控站 包括一個(gè)主要控制站(Master Control Station)、五個(gè)監(jiān)測(cè)站(Monitor Station)-分布于夏威夷、亞森欣島、迪亞哥加西亞、瓜加林島、科羅拉多州、三個(gè)地面控制站(Ground Control Station)等。監(jiān)測(cè)站主要負(fù)責(zé)追蹤所有衛(wèi)星的運(yùn)行位置、時(shí)間、氣象資料及電離層資料等，將每15秒觀測(cè)到所有資料，計(jì)算出每15分鐘一組的平滑化數(shù)據(jù)(Smoothed Data)，傳送到主控制站后，由主控制站加以統(tǒng)合，計(jì)算出衛(wèi)星星歷、時(shí)表修正量、電離層改正系數(shù)，再轉(zhuǎn)換成導(dǎo)航訊息，以維護(hù)衛(wèi)星系統(tǒng)的精度與正常運(yùn)作，此部份由美國(guó)國(guó)防部負(fù)責(zé)，使用者無(wú)從了解也毋需了解此部份的技術(shù)。 使用者接收設(shè)備 主要是一個(gè)衛(wèi)星訊號(hào)接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1載波，分離出C/A電碼，進(jìn)行最簡(jiǎn)單的虛擬距離定位，也是一般車(chē)輛定位所使用的機(jī)型。其中必須注意的是:GPS衛(wèi)星產(chǎn)生兩種不同的載波來(lái)承載所有電碼與訊息，其中C/A碼僅調(diào)置在L1載波上，P碼則分別調(diào)置在L1與L2載波上，并區(qū)別為P1與P2電碼，但美國(guó)軍方目前僅開(kāi)放C/A碼僅民間使用。而一般間使用之接收機(jī)可經(jīng)由差分修正(DGPS差分定位)達(dá)15呎或更加之準(zhǔn)確度。但使用DGPS訊號(hào)需付費(fèi)，一般使用者應(yīng)考量成本及使用目地是否需要到如此精準(zhǔn)。如做汽車(chē)導(dǎo)航您所需要知道的是您的相對(duì)位置配合您所使用之電子地圖，無(wú)需使用到那么高精度之定位。 GPS 的基本定位原理 GPS 的定位是利用衛(wèi)星基本三角定位原理，GPS 接收裝置以測(cè)量無(wú)線電信號(hào)的傳輸時(shí)間來(lái)量測(cè)距離，以距離來(lái)判定衛(wèi)星在太空中的位置，這是一種高軌道與精密定位的觀測(cè)方式。假設(shè)衛(wèi)星在11,000英哩高處，測(cè)量我們的距離，首先以11,000英哩為半徑，以此衛(wèi)星為圓心畫(huà)一圓，而我們位置正處于球面上。 再假設(shè)第二顆衛(wèi)星距離我們12,000英哩，而我們正處于這二顆球所交集的圓周上�，F(xiàn)在我們?cè)僖缘谌�顆衛(wèi)星做精密定位，假設(shè)高度13,000 英哩，我們即可進(jìn)一步縮小范圍到二點(diǎn)位置上，但其中一點(diǎn)為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點(diǎn)，因此，我們舍棄這一點(diǎn)參考點(diǎn)，選擇另一點(diǎn)為位置參考點(diǎn)。 如果要獲得更精確的定位，則必定要再測(cè)量第四個(gè)顆衛(wèi)星，從基本物理的觀念上來(lái)說(shuō)，以訊號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間乘以速度即是我們與衛(wèi)星的距離，我們將此測(cè)得的距離稱(chēng)為虛擬距離，在 GPS 的測(cè)量上，我們測(cè)的是無(wú)線信號(hào)，速度幾乎達(dá)18萬(wàn)6千英哩/Sec的光速，而時(shí)間卻短的驚人，甚至只要0.06秒，時(shí)間的測(cè)量需要二個(gè)不同的時(shí)表，一個(gè)時(shí)表裝置于衛(wèi)星上以記錄無(wú)線電信號(hào)傳送的時(shí)間，另一個(gè)時(shí)表則裝置在接收器上，用以記錄無(wú)線電信號(hào)接收的時(shí)間，雖然衛(wèi)星傳送信號(hào)至接收器的時(shí)間極短，但時(shí)間上并不同步，假設(shè)衛(wèi)星與接收器同時(shí)發(fā)出聲音給我們，我們會(huì)聽(tīng)到二種不同的聲音，這是因?yàn)樾l(wèi)星從11,000英哩遠(yuǎn)的地方傳來(lái)，所以會(huì)有延遲的時(shí)間，因此，我們可以延遲接收器的時(shí)間，從此延遲的時(shí)間╳速度，就是接收器到衛(wèi)星的距離，此即為 GPS 的基本定位原理。

回答者：68195栽芳2016-02-22 00:00