GPS定位的基本原理是依据高速运动的卫星刹那间方位作为已知的起算数据，选用空间间隔后方交会的办法，断定待测点的方位。如图所示，假定t时间在地上待测点上安顿GPS接收机，能够测定GPS信号抵达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据能够断定以下四个方程式：


上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为不知道参数，其间di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的间隔。
△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号抵达接收机所阅历的时间。
c为GPS信号的传达速度(即光速)。
四个方程式中各个参数含义如下：
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时间的空间直角坐标，
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，由卫星星历供给。
Vto为接收机的钟差。
由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。
3、GPS导航体系的基本原理
GPS导航体系的基本原理是丈量出已知方位的卫星到用户接收机之间的间隔，然后归纳多颗卫星的数据就可知道接收机的具体方位。要到达这一意图，卫星的方位能够依据星载时钟所记载的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的间隔则经过纪录卫星信号传到达用户所阅历的时间，再将其乘以光速得到(因为大气层电离层的搅扰，这一间隔并不是用户与卫星之间的实在间隔，而是伪距(PR)：当GPS卫星正常作业时，会不断地用1和0二进制码元构成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS体系运用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间隔1微秒，相当于300m;P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间隔0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上构成的，保密功能更佳。导航电文包括卫星星历、作业情况、时钟改正、电离层时延批改、大气折射批改等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包括5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容首要有遥测码、变换码、第1、2、3数据块，其间最首要的则为星历数据。当用户承遭到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自个的时钟做比照便可得知卫星与用户的间隔，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所在方位，用户在WGS-84大地坐标系中的方位速度等信息便可得知。
可见GPS导航体系卫星有些的效果即是不断地发射导航电文。但是，因为用户承受机运用的时钟与卫星星载时钟不可能老是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引入一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为不知道数，然后用4个方程将这4个不知道数解出来。所以假如想知道接收机所在的方位，最少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的精确至纳秒级的时间信息;用于预告将来几个月内卫星所在概略方位的预告星历;用于核算定位时所需卫星坐标的播送星历，精度为几米至几十米(各个卫星不一样，随时改变);以及GPS体系信息，如卫星情况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的间隔，因为富含接收机卫星钟的差错及大气传达差错，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米摆布，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米摆布。
GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或选用其它技能，将调制在载波上的信息去掉后，就能够康复载波。严厉而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡发生信号相位之差。通常在接收机钟断定的历元时间量测，坚持对卫星信号的盯梢，就可记载下相位的改变值，但开端观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，开始历元的相位整数也是不知道的，即整周含糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但条件是解出整周含糊度，因而只要在相对定位、并有一段接连观测值时才干运用相位观测值，而要到达优于米级的定位 精度也只能选用相位观测值。
按定位办法，GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位即是依据一台接收机的观测数据来断定接收机方位的办法，它只能选用伪距观丈量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是依据两台以上接收机的观测数据来断定观测点之间的相对方位的办法，它既可选用伪距观丈量也可选用相位观丈量，大地丈量或工程丈量均应选用相位观测值进行相对定位。
在GPS观丈量中包括了卫星和接收机的钟差、大气传达推迟、多路径效应等差错，在定位核算时还要遭到卫星播送星历差错的影响，在进行相对定位时大有些公共差错被抵消或削弱，因而定位精度将大大提高，双频接收机能够依据两个频率的观丈量抵消大气中电离层差错的首要有些，在精度请求高，接收机间间隔较远时(大气有显着不同)，应选用双频接收机。

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