gps物理什么原理

❶ GPS定位的基本原理是什么

GPS系统定位的基本原理是利用测距交会确定点位。一颗卫星信号传播到接收机的时间只能决定该卫星到接收机的距离， 但并不能确定接收机相对于卫星的方向，在三维空间中，GPS接收机的可 能位置构成一个球面；

当测到两颗卫星的距离时，接收机的可能位置被确 定于两个球面相交构成的圆上；当得到第三颗卫星的距离后，球面与圆相 交得到两个可能的点；第四颗卫星用于确定接收机的准确位置。因此，如 果接收机能够得到四颗GPS卫星的信号，就可以进行定位；当接收到信号 的卫星数目多于四个时，可以优选四颗卫星计算位置。

(1)gps物理什么原理扩展阅读：

GPS全球定位系统采用多星高轨测距体制，以距离作为基本观测量，通过对4颗卫星同时进行伪距测量，即可推算出接收机的位置。由于测距可在极短的时间内完成，即定位是在极短的时间内完成的，故可用于动态用户。

现代测距实质上是使用无线电信号测量其传播时间来推算距离。可以测量往返传播延迟，也可以测量单程传播延迟。往返传播测距即主动测距，要求卫星与用户均具备收发能力。对用户来说，这不仅大大增加了仪器的复杂程度，而且从隐蔽性来看也是十分不利的，因为发射信号易造成暴露。单程测距（即被动测距）则在很大程度上避免了上述的缺点。

但单程测距要求卫星与用户接收机的时钟同步。如果两个时钟不同步，那么在所测量的传播延时时间中，除了因卫星至用户接收机之间距离所引起的传播延迟之外，还包含了两个时钟的钟差。要达到卫星与用户时钟同步，在实际工作中很难做到，但可通过适当方法解决。

❷ GPS定位的原理是什么

GPS定位系统工作原理是由地面主控站收集各监测站的观测资料和气象信息,计算各卫星的星历表及卫星钟改正数,按规定的格式编辑导航电文,通过地面上的注入站向GPS卫星注入这些信息。测量定位时,用户可以利用接收机的储存星历得到各个卫星的粗略位置。根据这些数据和自身位置,由计算机选择卫星与用户联线之间张角较大的四颗卫星作为观测对象。观测时,接收机利用码发生器生成的信息与卫星接收的信号进行相关处理,并根据导航电文的时间标和子帧计数测量用户和卫星之间的伪距。将修正后的伪距及输入的初始数据及四颗卫星的观测值列出3个观测方程式,即可解出接收机的位置,并转换所需要的坐标系统,以达到定位目的。 简单来说GPS定位系统是靠你的车载终端中内置一张手机卡，通过手机信号传输到后台，来实现定位，GPS终端就是这个后台，可以帮你实现一键导航、后台服务、等各种人性服务。

❸ GPS工作原理是什么啊

GPS的工作原理，简单地说来，是利用我们熟知的几何与物理上一些基本原理。首先我们假定卫星的位置为已知，而我们又能准确测定我们所在地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置。当然也可以再测量A点至另一个卫星的距离，也能精确进行定位。 以上所说，要实现精确定位，要解决两个问题：
其一是要确知卫星的准确位置；
其二是要准确测定卫星至地球上我们所在地点的距离。下面我们看看怎样来做到这点。如何测定卫星至用户的距离我们过去都学过这样的公式：时间X速度=距离。我们也从物理学中知道，电波传播的速度是每秒钟三十万公里，所以我们只要知道卫星信号传到我们这里的时间，就能利用速度乘时间等于距离这个公式，来求得距离。所以，问题就归结为测定信号传播的时间。要准确测定信号传播时间，要解决两方面的问题。一个是时间基准问题。就是说要有一个精确的时钟。就好比我们日常量一张桌子的长度，要用一把尺子。假如尺子本身就不标准，那量出来的长度就不准。另一个就是要解决测量的方法问题。时间基准问题 GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟，并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息，同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息，使与自身的时钟同步，就可获得准确的时间。所以，GPS接收机除了能准确定位之外，还可产生精确的时间信息。测定卫星信号传输时间的方法 为了避免采用过多的技术术语，我们先作一个不太恰当的比喻。我们在所处的地点和卫星上同时启动录音机来播放“东方红”乐曲，那么，我们应该能听到一先一后两支“东方红”的曲子（实际上，卫星上播放的曲子，我们不可能听见，只是假想能够听到），但一定是不合拍的。为了使两者合拍，我们延迟启动地上录音机的时间。当我们听到两支曲子合拍时，启动录音机所延迟的时间就等于曲子从卫星传送到地上的时间。当然，电波比声波速度高得多，电波也不能用耳朵来接收。所以，实际上我们播送的不是“东方红”乐曲，而是一段叫做伪随机码的二进制电码。延迟GPS接收机产生的伪随机码，使与接收到卫星传来的码字同步，测得的延迟时间就是卫星信号传到GPS接收机的时间。至此，我们也就解决了测定卫星至用户的距离。当然，上面说的都还是十分理想的情况。实际情况比上面说的要复杂得多，所以我们还要采取一些对策。例如：电波传播的速度，并不总是一个常数。在通过电离层中电离子和对流层中水气的时候，会产生一定的延迟。一般我们这可以根据监测站收集的气象数据，再利用典型的电离层和对流层模型来进行修正。还有，在电波传送到接收机天线之前，还会产生由于各种障碍物与地面折射和反射产生的多径效应。这在设计GPS接收机时，要采取相应措施。当然，这要以提高GPS接收机的成本为代价。 原子钟虽然十分精确，但也不是一点误差也没有。GPS接收机中的时钟，不可能象在卫星上那样，设置昂贵的原子钟，所以就利用测定第四颗卫星，来校准GPS接收机的时钟。我们前面提到，每测量三颗卫星可以定位一个点。利用第四颗卫星和前面三颗卫星的组合，可以测得另一些点。理想情况下，所有测得的点，都应该重合。但实际上，并不完全重合。利用这一点，反过来可以校准GPS接收机的时钟。测定距离时选用卫星的相互几何位置，对测定的误差也不同。为了精确的定位，可以多测一些卫星，选取几何位置相距较远的卫星组合，测得误差要小。在我们提到测量误差时，还有一点要提到，就是美国的SA政策。美国政府在GPS设计中，计划提供两种服务。一种为标准定位服务（SPS），利用粗码（C/A）定位，精度约为100m，提供给民用。另一种为精密定位服务（PPS），利用精码（P码）定位，精度达到10m，提供给军方和特许民间用户使用。由于多次试验表明，SPS的定位精度已高于原设计，美国政府出于对自身安全的考虑，对民用码进行了一种称为“选择可用性SA(Selective Availability)”的干扰，以确保其军用系统具有最佳的有效性。由于SA通过卫星在导航电文中随机加入了误差信息，使得民用信号C/A码的定位精度降至二维均方根误差在100米左右。采用差分GPS技术(DGPS)，可消除以上所提到大部分误差，以及由于SA所造成的干扰，从而提高卫星导航定位的总体精度，使系统误差达到10到15米之内。GPS技术的错差在GPS定位过程中，存在三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所共有的，例如：卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等；第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差；第三部分为各用户接收机所固有的误差，例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术第一部分误差可完全消除，第二部分误差大部分可以消除，这和基准接收机至用户接收机的距离有关。第三部分误差则无法消除，只能靠提高GPS接收机本身的技术指标。对美国SA政策带来的误差，实质上它是人为地增大前两部分误差，所以差分技术也相应克服SA政策带来的影响。差分GPS技术消除公共误差原理假如在距离用户500公里之内，设置一部基准接收机。它和用户接收机同时接收某一卫星的信号，那么我们可以认为信号传至两部接收机所途经电离层和对流层的情况基本是相同，故所产生的延迟也相同。由于接收同一颗卫星，故星历误差、卫星时钟误差也相同。若我们通过其它方法确知所处的三维座标（也可以用精度很高的GPS接收机来实现，其价格比一般GPS接收机高得多），那就可从测得伪距中，推算其中的误差。将此误差数据传送给用户，用户就可从测量所得的伪距中扣除误差，就能达到更精确的定位。

❹ GPS的定位原理是什么

GPS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，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。差分GPS分为两大类：伪距差分和载波相位差分。

❺ GPS导航的原理是什么

GPS导航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，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

GPS导航仪的运行依赖全球定位系统，简称GPS，它是由空间卫星、地面监控和用户接收等三大部分组成，能够帮助用户准确定位当前位置，并且根据既定的目的地计算行程，GPS导航仪通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的仪器，广泛用于交通，旅游等方面。

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GPS导航的功能

1、空间部分

GPS的空间部分是由24颗卫星组成，它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上，轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能在卫星中预存导航信息，GPS的卫星因为大气摩擦等问题，随着时间的推移，导航精度会逐渐降低。

2、转向语音提示

车辆只要遇到前方路口或者转弯，车载GPS语音系统提示用户转向等语音提示。这样可以避免车主走弯路。它能够提供全程语音提示，驾车者无需观察起显示界面就能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。

3、显示航迹

GPS带有航迹记录功能，可以记录下用户您车辆行驶经过的路线，小于10米的精度，甚至能显示两个车道的区别。用户可以启动它的返程功能，找到路线回家。

4、测速

通过GPS对卫星信号的接收计算，可以测算出行驶的具体速度，比一般的里程表准确很多。

❻ gps使用了哪些物理学

GPS和物理学的关系

1、GPS轨道卫星和天体物理学的关系。
众所周知，天体物理是以研究恒星、行星、卫星等天体的组成、运动等相关物理性质为主的。而卫星的绕地轨道运动也在之列。经典物理中牛顿的万有引力定律，开普列的三大定律都是卫星运作的最基本的理论支持。当然卫星的运动轨迹方程也要依靠许多物理方程来运算和定位的。
2、GPS卫星设备和地球物理学的关系
当卫星绕地旋转时，不仅受地球万有引力作用，而且也受地磁场的作用。如何避免卫星不会因为这些外部条件的影响而发生逃逸或下坠情况。首先得明白地球具体是怎样影响卫星的。万有引力大小方向磁感应力的大小以及方向这些都决定与地球的形状密度分布和地磁极的位置。而，得出这些结论靠的就是地球物理学。
3，GPS和光学的关系
GPS卫星摄像、拍照利用的是光线反射进入镜头。 这其中我们不难看出其中的物理原理。首先最基本的光学原理：光的反射和折射原理；然后就是透镜成像原理。虽然这些原理看似简单和基本，但是却是最实用最科学的依据。还有在美国军方用GPS中，夜晚也是可以看清图像的。这主要是运用了红外线摄像技术，这些肉眼无法观察到是光线也只有在光学研究中才能正真的了解它，所以GPS要用着项技术就不得不有求于光学了。
4、GPS和热(力)学的关系
在探究卫星成像问题时，我们不得不说一项摄像技术就是热成像。就是靠感知的不同温度而成像，具体的原理就是热辐射，不同物体温度不同，热辐射的强度也自有差别，通过接收辐射射线然后还原图像。另一方面，热学中研究的各种物质的热属性也被广泛运用于各种机械和电子设备当中。比如温控原理累的设备，当设备用材料达到一定温度时会出现一定相关特性，然后利用这种改变做出相应的状态改变。这个所谓的特性就是热力学中研究的物质微观热运动的宏观表现。类似的还有光感元件、声控元件也是各种设备中必要的组件。
5、GPS和数学物理的关系
以研究物理问题为目标的数学理论和数学方法。它探讨物理现象的数学模型，并针对模型已确立的物理问题研究其数学解法，此解释和预见物理现象，或者根据物理事实来修正原有模型。由此可见，尤其在卫星运动方面，数学物理的数字研究及其重要，对卫星轨道选定，坐标定位，变轨修定起着至关重要的作用。比如：GPS中的坐标计算，普通的三维坐标是无法计算的，因为时差Δt的缘故，所以得用到数学物理（比起普通的高等数学更加深入和具有针对性）中的四维计算。甚至更为复杂的多维空间计算。正因为有数学物理优于高等数学的研究方法所以对GPS的贡献更显突出。有了物理研究方法，再有GPS接收器的接收数据，自然的，卫星特定时间的位置和特定位置的通过时间都一清二楚了。这不得不说明GPS离不开数学物理啊。
6、GPS与电磁学的联系
电磁学顾名思义，是研究电和磁之间相互关系的一门物理学科。就说我们比较熟悉的电磁波就是电场和磁场的相互感应。电场和磁场的一定条件下的运动会磁或者电，从而有了现在的电动机和发电机。GPS的运转全靠电动机、发电机和电磁波这三样。GPS的无线信号传输全靠电磁波；各种机械设备的驱动全靠发动机；各种电子设备的能源全靠发电机。
而电磁学又包括电学和磁学。电学中研究的电路原理是是所有电子元件的制造基准。还有电磁谐振完全知道了GPS的电磁信号的发送与接收。磁学中研究的各种磁感应原理指导了各种磁性材料的制造。最简单的就比如磁铁。由此看见电磁学和GPS是息息相关啊。
其实GPS和物理学的联系还有很，几乎关联了所有物理学科分支。以上几点是我认为比较主要的联系。真实的，由于物理各学科之间的联系比较紧密，所以有时它们共同起作用，而且多数情况下就是这样。比如，原子物理和化学物理共同决定了材料的空间结构组成，甚至是一些成分组成。所以GPS不仅仅和物理某学科有关系，而是个整个物理学息息相关。
7、相对论为GPS提供了所需的修正
全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息，精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。
准确度在30米之内的GPS接受器就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家Clifford M. Will详细解释说：“如果不考虑相对论效应，卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。Will计算出，每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程，这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。
而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空，GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒， GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说：“如果卫星上没有频率补偿，每天将会增大11千米的误差。”(这种效应实事上更为复杂，因为卫星沿着一个偏心轨道，有时离地球较近，有时又离得较远。)

❼ GPS测量技术的原理是什么

GPS的原理是：天空上多个卫星同时发送信号，地面的接收装置与各卫星的距离不一样，到达的时间当然就不一样，利用时间差来计算出接收机的经纬度。

例如：你的左边和右边各有一个人，他们同时向你发出声音，左边的是1秒钟听到，右边的是2秒钟听到，也就是说左边的人距离你340米，而右边的人距离你680米，如果已知二个人的距离，就可以计算出你与左右二人的的距离。

GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。

GPS作为最新型的定位技术正在广泛的应用于军事、科学、汽车定位、及我们生活的手机定位等等，GPS的诞生使我们的生活发生了巨大的变化，科学研发也有了很大的突破，GPS使很多事情变的更精准化，工作效率化，GPS的灵活、方便使它的应用范围变的广泛起来。

(7)gps物理什么原理扩展阅读：

GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。

GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。

采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。

采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。

采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。

❽ GPS定位系统是靠什么工作的，工作原理是什么

GPS卫星定位基本原理：测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距。为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。通过接收机时钟得到时间差，从而知道四个信号从卫星到接收机的不准确距离（含同一个误差值，由接收机时钟误差造成），用这四个不准确距离和四个卫星的准确位置构建四个方程，解方程组就得到接收机位置。

❾ GPS定位原理

GPS的工作原理，简单地说来，是利用我们熟知的几何与物理上一些基本原理。首先我们假定卫星的位置为已知，而我们又能准确测定我们所在地点A至卫星之间的距离，那么A点一定是位于以卫星为中心、所测得距离为半径的圆球上。进一步，我们又测得点A至另一卫星的距离，则A点一定处在前后两个圆球相交的圆环上。我们还可测得与第三个卫星的距离，就可以确定A点只能是在三个圆球相交的两个点上。根据一些地理知识，可以很容易排除其中一个不合理的位置。当然也可以再测量A点至另一个卫星的距离，也能精确进行定位。 以上所说，要实现精确定位，要解决两个问题：
其一是要确知卫星的准确位置；
其二是要准确测定卫星至地球上我们所在地点的距离。下面我们看看怎样来做到这点。