GPS定位技术是一种利用卫星进行无线电测距的方法。
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这是一个非常核心和准确的描述,我们可以从以下几个层面来理解这个说法：
核心原理：三边测量法
GPS定位的基础是三边测量法（Trilateration），您可以将这个过程想象成一个更复杂的“猜谜游戏”：
- 游戏规则：如果您知道与三个不同点的距离，您就能确定自己在这三维空间中的唯一位置。
- GPS的实现：
- 三个点：天空中至少三颗GPS卫星。
- 距离：您的GPS接收器到每颗卫星的距离。
如何测量距离：无线电测距
GPS接收器如何知道与卫星的距离呢？它通过测量无线电信号的传播时间来计算。
- 步骤1：卫星广播信号：每颗GPS卫星都在持续不断地广播包含自身精确位置和精确时间的信号，这个信号以光速（约30万公里/秒）传播。
- 步骤2：接收器接收信号：您的手机、车载导航等GPS接收器接收到这个信号。
- 步骤3：计算时间差：接收器将信号中的“卫星时间”与自己的“接收器时间”进行比较，得到一个时间差（Δt），这个时间差就是信号从卫星传播到您这里所用的时间。
- 步骤4：计算距离：距离 = 速度 × 时间，即：距离 = 光速 × Δt。
为什么需要更多卫星？
理论上,3颗卫星就足以确定一个2D平面位置（经度、纬度），但在实际应用中，至少需要4颗卫星，原因如下：
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- 修正时钟误差：GPS接收器里的石英钟远没有卫星上的原子钟精确，通过第4颗卫星的数据，接收器可以计算出并修正自己与卫星之间的时钟误差，从而获得精确的距离。
- 确定三维位置：4颗卫星可以同时确定您的经度、纬度和海拔高度。
GPS定位技术是一种：
- 全球性的方法：只要有卫星信号覆盖，全球任何地方都能使用。
- 全天候的方法：不受天气、白天黑夜的影响。
- 高精度的方法：在现代技术下，定位精度可达米级，甚至厘米级（通过差分GPS等技术）。
- 被动式的方法：只接收信号，不发射信号，因此功耗低且用户数量无限制。
最贴切的填空就是：利用卫星进行无线电测距。
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