PerusperiaateGPS-navigointijärjestelmäon mitata tunnetun sijainnin omaavan satelliitin ja käyttäjän vastaanottimen välinen etäisyys ja sitten integroida useiden satelliittien tiedot vastaanottimen tietyn sijainnin selvittämiseksi. Tämän saavuttamiseksi satelliitin sijainti voidaan löytää satelliitin efemeridistä laivan kellon tallentaman ajan mukaan. Etäisyys käyttäjästä satelliittiin saadaan kirjaamalla aika, jonka satelliittisignaali kulkee käyttäjälle, ja kertomalla se sitten valon nopeudella (ilmakehän ionosfäärin häiriön vuoksi tämä etäisyys ei ole todellinen käyttäjän ja satelliitin välinen etäisyys, mutta pseudoetäisyys (PR): Kun GPS-satelliitit toimivat normaalisti, ne jatkavat navigointiviestien lähettämistä pseudosatunnaiskoodeilla (jota kutsutaan pseudokodeiksi), jotka koostuvat 1:stä ja 0:sta ovat kahden tyyppisiä GPS-järjestelmien käyttämiä pseudokoodeja, nimittäin: siviili-C/A-koodi ja sotilaallinen P(Y)-koodi. C/A-koodin taajuus on 1,023 MHz, toistojakso on yksi millisekunti ja koodiväli on 1 mikrosekunti. , joka vastaa 300 m, P-koodin taajuus on 10,23 MHz ja toistojakso on 266,4 vuorokautta, mikä vastaa 30 m:ä turvallisuussuorituskyky on parempi Navigointiviesti sisältää satelliitin efemeridit, työolosuhteet, kellon korjauksen, ionosfäärisen viiveen korjauksen, ilmakehän taittuman korjauksen jne. Tietoja. Se demoduloidaan satelliittisignaalista ja lähetetään kantoaaltotaajuudella 50b/s modulaatiolla. Jokainen navigointiviestin pääkehys sisältää 5 alikehystä, joiden kehyksen pituus on 6s. Ensimmäisessä kolmessa kehyksessä on 10 sanaa; jokainen Se toistuu 30 sekunnin välein ja päivitetään tunnin välein. Kahdessa viimeisessä kehyksessä on yhteensä 15000b. Navigointisanoman sisältö sisältää pääasiassa telemetriakoodeja, muunnoskoodeja sekä ensimmäisen, toisen ja kolmannen tietolohkon, joista tärkein on efemerididata. Kun käyttäjä vastaanottaa navigointiviestin, poimi satelliitin aika ja vertaa sitä omaan kelloonsa saadaksesi selville satelliitin ja käyttäjän välisen etäisyyden. Käytä sitten navigointiviestissä olevia satelliitin efemeriditietoja satelliitin sijainnin laskemiseen lähetyksen aikana. viesti. Käyttäjän sijainti ja nopeus geodeettisessa koordinaattijärjestelmässä WGS-84 voidaan tietää.
Voidaan nähdä, että rooli satelliitin osaGPS-navigointijärjestelmäon lähettää jatkuvasti navigointiviestejä. Koska käyttäjän vastaanottimen käyttämää kelloa ja satelliitin sisäistä kelloa ei kuitenkaan aina voida synkronoida, käyttäjän kolmiulotteisten koordinaattien x, y ja z, a Δt, lisäksi satelliitin ja vastaanottimen välinen aikaero. , esitellään myös tuntemattomana numerona. Käytä sitten 4 yhtälöä ratkaistaksesi nämä 4 tuntematonta. Joten jos haluat tietää, missä vastaanotin on, sinun on pystyttävä vastaanottamaan vähintään 4 satelliittisignaalia.
TheGPS-vastaanotinpystyy vastaanottamaan nanosekuntitasolle tarkkoja aikatietoja, joita voidaan käyttää ajoitukseen; ennuste efemeridi satelliitin likimääräisen sijainnin ennustamiseksi lähikuukausina; lähetysefemeridi paikannukseen tarvittavien satelliittikoordinaattien laskemiseen , Muutaman metrin - kymmenien metrien tarkkuudella (erilainen kuin satelliitissa, muuttuu milloin tahansa); jaGPS-järjestelmätietoja, kuten satelliitin tila.
TheGPS-vastaanotinvoi mitata koodin saadakseen etäisyyden satelliitista vastaanottimeen. Koska se sisältää vastaanottimen satelliittikellon virheen ja ilmakehän etenemisvirheen, sitä kutsutaan pseudoetäisyydeksi. 0A-koodille mitattua pseudoetäisyyttä kutsutaan UA-koodin pseudoetäisyydeksi, ja tarkkuus on noin 20 metriä. P-koodille mitattua pseudoetäisyyttä kutsutaan P-koodin pseudoetäisyydeksi ja tarkkuus on noin 2 metriä.
TheGPS-vastaanotindekoodaa vastaanotetun satelliittisignaalin tai käyttää muita tekniikoita kantoaallon moduloidun tiedon poistamiseksi, ja sitten kantoaalto voidaan palauttaa. Tarkkaan ottaen kantoaaltovaihetta tulisi kutsua kantoaaltotaajuusvaiheeksi, joka on vastaanotetun satelliittisignaalin Doppler-siirtymän vaikutuksen alaisen kantoaaltovaiheen ja vastaanottimen paikallisvärähtelyn synnyttämän signaalin vaiheen välinen ero. Yleensä vastaanottimen kellon määrittämänä epookkiaikana mitattuna ja satelliittisignaalia seuraten vaihemuutosarvo voidaan tallentaa, mutta vastaanottimen ja satelliittioskillaattorin vaiheen alkuarvoa havainnon alussa ei tiedetä. Myös alkuvaiheen kokonaisluku on tuntematon, eli koko viikon monitulkintaisuus voidaan ratkaista vain tietojenkäsittelyn parametrina. Vaihehavaintoarvon tarkkuus on millimetrejä, mutta lähtökohtana on ratkaista koko kehän epäselvyys. Näin ollen vaihehavaintoarvoa voidaan käyttää vain silloin, kun on suhteellinen havainto ja jatkuva havaintoarvo, ja mittarin tasoa parempi paikannustarkkuus on vain Vaihehavaintoja voidaan käyttää.
Paikannusmenetelmän mukaan GPS-paikannus jaetaan yhden pisteen paikannukseen ja suhteelliseen paikannukseen (differentiaalinen paikannus). Yhden pisteen paikannus on tapa määrittää vastaanottimen sijainti vastaanottimen havaintotietojen perusteella. Se voi käyttää vain pseudoetäisyyshavaintoja ja sitä voidaan käyttää ajoneuvojen ja laivojen karkeaan navigointiin ja paikannukseen. Suhteellinen paikannus (differentiaalinen paikannus) on menetelmä, jolla määritetään havaintopisteiden välinen suhteellinen sijainti useamman kuin kahden vastaanottimen havaintotietojen perusteella. Se voi käyttää joko pseudoetäisyyshavaintoja tai vaihehavaintoja. On käytettävä geodeettisia tai teknisiä mittauksia. Käytä vaihehavaintoja suhteelliseen paikannukseen.
GPS-havainnotsisältää satelliittien ja vastaanottimen kellojen erot, ilmakehän etenemisviiveen, monitieefektit ja muut virheet. Niihin vaikuttavat myös satelliittilähetyksen efemeridivirheet paikannuslaskelmien aikana. Yleisimmät virheet johtuvat suhteellisesta sijainnista. Peruutus tai heikkeneminen, joten paikannustarkkuus paranee huomattavasti. Kaksitaajuinen vastaanotin voi kumota suurimman osan ilmakehän ionosfäärivirheestä näiden kahden taajuuden havaintojen perusteella. ), tulisi käyttää kaksitaajuisia vastaanottimia.
