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深入理解卫星导航

2019-08-02 10:15:44 27

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卫星定位基本原理就是测量距离

  一星定距:如果只有一颗卫星,可以知道这头小毛驴在等距点的移动轨迹是个圆圈

图片关键词双星定位:如果有两颗卫星,可以根据等距点给出一条直线,或者两个可能的位置,第一代北斗即是此类模式。

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三星定点:三颗卫星,可以在平面上给出唯一位置,这就可以用于准确定位了。

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四星定高:再加上一颗卫星,在平面定位的基础上还可以给出高度,从而实现三维空间定位。

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  慢着……

  有人上百度查了,不带高度的平面GPS定位需要四颗星,怎么这里才三颗,然而看上去道理却是通的?我们来看下卫星是怎么测距的:

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  每个测出来的距离,就是若干个固定波长的总和,这本来没什么疑问,但如果两头的时钟不一致,其距离也不再准确,下面请小明出来考考大家:

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  小明步行速度是6千米/小时;他10:00出发去A点,10:10抵达,那么A点距离出发点多少米?如果他出发点的时钟快了1分钟,目的地时钟正常,他会认为距离是多少米?慢一分钟呢?

  答案:1000米,900米,1100米

  怎么办?时钟造成了误差,造成测距不准。这时我们引入B点,如图

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  假设B点需要20分钟抵达,时钟同样会造成误差。

  正常的话距离是2000米,如果出发点表快1分钟,B点距离是1900米;表慢一分钟,2100米。

  可以发现,无论时钟快慢,A、B两点的距离差是不变的!

  利用这个原理,多加一颗星,可以利用距离差来定位,从而消除钟差,称为双曲线定位,图有点复杂,大家只要理解多一颗星可以消除钟差即可,不必纠结,如果好奇去找度娘。

  所以,分割线以前的是很有道理的伪科学。


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