手机上的GPS是怎么定位的？了解一下！

手机上的GPS是怎么定位的？了解一下！

GPS在手机上的位置如何？

2020年6月23日，北斗系统第55颗导航卫星、北斗三号最后一颗全球联网卫星成功发射升空！

中国北斗，为你骄傲！

中国北斗卫星导航系统

是中国自主研发运营的全球卫星导航系统，使中国成为继美国和俄罗斯之后世界上第三个拥有独立卫星导航系统的国家，打破了国外卫星导航领域的垄断。

全球卫星导航系统的主要功能是定位和导航。那么，它是如何工作的呢？卫星导航功能主要分为三部分：空间部分——卫星星座，地面控制部分——地面监控系统，用户设备部分——GPS信号接收机。

空间部分

也就是说，

我们熟悉的卫星，可以理解为一直向外发送数据信息的无线电台，数据的传输是单向的。该信号包括：天空中卫星的时间信号、测距信号和瞬时坐标信号。

地面控制部分它是地面站，

有地面监控站，

测量轨道站和其他用于监测卫星状态的站，对卫星进行必要的调度，卫星的瞬时坐标，卫星的时钟校准，卫星运行姿态的调整等信息，卫星本身不知道，由地面系统告知。

“用户设备”部分

GPS信号接收器，它可以安装在导弹、飞机、轮船和我们的手机上，接收卫星广播的各种信号并进行计算和处理，最终确定它们的位置，所以我们的手机可以接收、处理信号，然后通过计算处理来实现自己的定位，这些复杂的工作可以在我们的手机上完成， 都由于现代芯片技术水平有了很大的提高。

那么卫星导航系统究竟是如何定位的呢？事实上，手机通过接收4颗以上卫星的定位信息来确定其位置。从技术原理上讲，它采用三球定位或三圈定位，也用了一些数学知识！

为什么是四颗卫星？我们都知道，在平面上，三个圆可以确定一个点，卫星在天空中，使用三维坐标系，三个球体有两个交汇点，接收器在其中一个点，加上地球也是一个球体，不包括不在地面上的点， 另一点是接收器的位置。那么如何确定这个点的坐标呢？

当卫星接收到卫星信号时，减去卫星发送信号的时间

从卫星发送信号的时间中减去当前时间，得到信号传播时间（T）。信号传播时间乘以信号的传播速度（c），GPS卫星到用户接收器的距离（ct），如果用户同时接收到3颗GPS卫星的传输信号，那么在三维空间中，可以通过求解方程来计算用户接收器的位置 3颗卫星的位置和3颗卫星与用户之间的距离接收器。那么

可以定位三颗卫星，那么为什么是四颗呢？这是因为卫星和接收器离得那么近，因为导航系统是根据时间来确定距离的，卫星和接收器上的时钟必须完全同步和准确，否则偏差会很大，所谓的相差是一毫米，一千英里，所以时间必须校准， 只有时间也可以用作未知数，因此需要四颗卫星的信号。

一般来说，定位

四颗卫星是最低级的，卫星信号在传播过程中会有很多误差，这就需要更多的数据，这就需要更多的卫星，相应的定位精度更高。

在定位过程中，GPS卫星提供已知数据，这些数据是

由地面控制部分传送给它，GPS信号接收机只接收，通过对数据的计算和处理来实现定位，这个过程在接收机上完成。卫星不直接告诉接收机接收机的坐标，接收机也不必向卫星发送请求。

我馆信息展厅“全球导航卫星系统”展览

全球卫星导航系统是一项非常复杂的技术，本文只给大家介绍最基本的工作原理，如果你想了解更多有关这方面的知识，为什么不来我们博物馆的信息展厅，有关于这项技术展品的特别介绍，如果可以自己尝试一下， 也许会有更多的发现！

作者：黄静，数字科技馆部