? ? ? ?在相應(yīng)坐標(biāo)系中,若已經(jīng)已知 A、B、C 3顆衛(wèi)星的軌道位置,且未知點(diǎn)D到A、B、C 3顆衛(wèi)星距離 R1、R2、R3皆可測(cè)的情況下,即可以計(jì)算出D點(diǎn)的空間位置。?
? ? ? ?衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本定位原理如下;如A點(diǎn)位置和 A、D間距離已知,則可知D點(diǎn)一定位于以A為圓心、R1為半徑的圓球表面,按照此方法可依次得到以B、C為圓心的另外兩個(gè)圓球,則D點(diǎn)一定在這三個(gè)圓球的交匯點(diǎn)上。?
? ? ? ?參照三球交匯定位的原理,根據(jù)3顆衛(wèi)星到用戶終端的距離信息,列出3個(gè)距離方程式得到用戶終端的位置信息,即理論上使用3顆衛(wèi)星就可定位,但由于衛(wèi)星時(shí)鐘和用戶終端使用的時(shí)鐘一般會(huì)有誤差,而電磁波以光速傳播,微小的時(shí)間誤差將會(huì)使得距離信息出現(xiàn)巨大失真[電磁波以光速傳播,在測(cè)量衛(wèi)星距離時(shí),若衛(wèi)星鐘有1ns(十億分之一秒)時(shí)間誤差,就會(huì)產(chǎn)生30cm的距離誤差,當(dāng)前有代表性的衛(wèi)星用原子鐘大約有數(shù)納秒的累積誤差,產(chǎn)生大約一米到數(shù)米的距離誤差],實(shí)際上應(yīng)當(dāng)認(rèn)為鐘差不是0而是一個(gè)未知數(shù),如此一來(lái)方程中就有4個(gè)未知數(shù),即客戶端的三維坐標(biāo)以及鐘差,故需要4顆衛(wèi)星來(lái)列出4個(gè)關(guān)于距離的方程式,才能解算用戶端所在的三維位置,根據(jù)此三維位置可以進(jìn)一步換算為經(jīng)緯度和海拔高度。?
? ? ? ?若空中有足夠的衛(wèi)星,用戶終端可以接收多于4顆衛(wèi)星的信息時(shí),可以將衛(wèi)星每組4顆分為多個(gè)組,列出多組方程,通過(guò)一定的算法挑選誤差最小的一組數(shù)據(jù)來(lái)提高精度。?
? ? ? ?為提高定位精度,還可使用差分技術(shù)。在地面上建立基準(zhǔn)站,將其已知坐標(biāo)與通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)給出的坐標(biāo)相比較,得出修正數(shù)并對(duì)外發(fā)布,用戶終端通過(guò)此修正數(shù)將自己的導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)量結(jié)果進(jìn)行再次的修正,從而進(jìn)一步提高精度。


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