기본 원리는GPS 네비게이션 시스템위치를 알고 있는 위성과 사용자의 수신기 사이의 거리를 측정한 후 여러 위성의 데이터를 통합하여 수신기의 구체적인 위치를 파악하는 것입니다. 이를 달성하기 위해 탑재된 시계에 의해 기록된 시간에 따라 위성 천체력에서 위성의 위치를 찾을 수 있습니다. 사용자에서 위성까지의 거리는 위성 신호가 사용자에게 전달되는 시간을 기록한 다음 여기에 빛의 속도를 곱하여 구합니다(대기 중 전리층의 간섭으로 인해 이 거리는 실제 거리가 아님). 사용자와 위성 사이에 거리가 있지만 의사 범위(PR): GPS 위성이 정상적으로 작동하면 1과 0의 이진 기호로 구성된 의사 난수 코드(의사 코드라고 함)로 내비게이션 메시지를 계속 전송합니다. GPS 시스템에서 사용되는 의사 코드에는 민간 C/A 코드와 군사 P(Y) 코드의 두 가지 유형이 있습니다. C/A 코드 주파수는 1.023MHz, 반복 주기는 1밀리초, 코드 간격은 1마이크로초입니다. , 이는 300m에 해당하고, P 코드 주파수는 10.23MHz이고, 반복 주기는 266.4일이며, 간격은 0.1 마이크로초로, P 코드를 기반으로 구성됩니다. 보안 성능이 더 좋습니다. 내비게이션 메시지에는 위성 천체력, 작업 조건, 시계 수정, 전리층 지연 수정, 대기 굴절 수정 등이 포함됩니다. 이는 위성 신호에서 복조되어 50b/s 변조를 통해 반송파 주파수로 전송됩니다. 항법 메시지의 각 메인 프레임에는 프레임 길이가 6초인 5개의 하위 프레임이 포함되어 있습니다. 처음 세 프레임에는 각각 10개의 단어가 있습니다. 각각 30초마다 반복되며 1시간마다 업데이트됩니다. 마지막 두 프레임의 총 크기는 15000b입니다. 항법 메시지의 내용은 주로 원격 측정 코드, 변환 코드 및 첫 번째, 두 번째, 세 번째 데이터 블록을 포함하며, 그 중 가장 중요한 것은 천문력 데이터입니다. 사용자가 내비게이션 메시지를 수신하면 위성 시간을 추출하여 자신의 시계와 비교하여 위성과 사용자 사이의 거리를 파악한 다음, 내비게이션 메시지에 포함된 위성 천문력 데이터를 사용하여 전송 시 위성의 위치를 계산합니다. 메시지. WGS-84 측지 좌표계에서 사용자의 위치와 속도를 알 수 있습니다.
위성부분의 역할을 알 수 있다.GPS 네비게이션 시스템항법 메시지를 지속적으로 전송하는 것입니다. 그러나 사용자의 수신기가 사용하는 시계와 위성에 탑재된 시계가 항상 동기화될 수는 없기 때문에 사용자의 3차원 좌표 x, y, z 외에 위성과 수신기 사이의 시간차인 aΔt가 존재한다. , 도 알 수 없는 번호로 소개됩니다. 그런 다음 4개의 방정식을 사용하여 4개의 미지수를 푸세요. 따라서 수신기가 어디에 있는지 알고 싶다면 최소한 4개의 위성 신호를 수신할 수 있어야 합니다.
그만큼GPS 수신기타이밍에 사용될 수 있는 나노초 수준까지 정확한 시간 정보를 수신할 수 있습니다. 향후 몇 달 동안 위성의 대략적인 위치를 예측하기 위한 예측 천문력; 위치 확인에 필요한 위성 좌표를 계산하기 위한 방송 천체력, 몇 미터에서 수십 미터의 정확도(위성과 다르며 언제든지 변경됨) 그리고GPS 시스템위성 상태 등의 정보.
그만큼GPS 수신기코드를 측정하여 위성에서 수신기까지의 거리를 얻을 수 있습니다. 수신기의 위성 시계 오류와 대기 전파 오류가 포함되어 있으므로 의사 거리라고 합니다. 0A 코드에 대해 측정된 의사 거리를 UA 코드 의사 거리라고 하며 정확도는 약 20미터입니다. P 코드에 대해 측정된 의사 거리를 P 코드 의사 거리라고 하며 정확도는 약 2미터입니다.
그만큼GPS 수신기수신된 위성 신호를 디코딩하거나 다른 기술을 사용하여 반송파에서 변조된 정보를 제거한 다음 반송파를 복원할 수 있습니다. 엄밀히 말하면, 반송파 위상은 반송파 비트 주파수 위상이라고 불러야 하며, 이는 도플러 편이에 의해 영향을 받은 수신 위성 신호 반송파 위상과 수신기의 국부 발진에 의해 생성된 신호 위상 간의 차이입니다. 일반적으로 수신기 시계에 의해 결정된 에포크 시간에 측정하고 위성 신호를 추적하면 위상 변화 값을 기록할 수 있지만 관측 시작 시 수신기와 위성 발진기의 위상의 초기 값은 알 수 없습니다. 초기 에포크의 위상 정수도 알 수 없습니다. 즉, 일주일 전체의 모호성은 데이터 처리의 매개변수로만 해결될 수 있습니다. 위상 관찰 값의 정확도는 밀리미터에 달하지만 전체 둘레의 모호성을 해결하는 것이 전제입니다. 따라서 위상관측값은 상대관측값과 연속관측값이 있을 때만 사용할 수 있으며, 미터 수준보다 위치결정 정확도가 좋은 경우에는 위상관측값만 사용할 수 있습니다.
위치 확인 방법에 따라 GPS 위치 확인은 단일 지점 위치 확인과 상대 위치 확인(차등 위치 확인)으로 구분됩니다. 단일점 측위는 수신기의 관측 데이터를 기반으로 수신기의 위치를 결정하는 방법입니다. 의사 거리 관측만 사용할 수 있으며 차량 및 선박의 대략적인 탐색 및 위치 파악에만 사용할 수 있습니다. 상대측위(Differential Positioning)는 2개 이상의 수신기의 관측 데이터를 기반으로 관측점 간의 상대적인 위치를 결정하는 방법이다. 의사 거리 관찰이나 위상 관찰을 사용할 수 있습니다. 측지 또는 공학적 측정을 사용해야 합니다. 상대 위치 지정을 위해 위상 관찰을 사용합니다.
GPS 관측위성 및 수신기 시계 차이, 대기 전파 지연, 다중 경로 효과 및 기타 오류가 포함됩니다. 또한 위치 계산 중 위성 방송 천문력 오류의 영향을 받습니다. 가장 일반적인 오류는 상대 위치 지정으로 인해 발생합니다. 취소 또는 약화로 인해 위치 정확도가 크게 향상됩니다. 이중 주파수 수신기는 두 주파수 관측을 기반으로 대기 중 전리층 오류의 주요 부분을 상쇄할 수 있습니다. ), 이중 주파수 수신기를 사용해야 합니다.
