卫星定位系统：入门篇之发现GPS

GPS怎样工作？

        这套衍生于上世纪70年代美国军方的GPS全球定位系统是一个无线电空间定位系统,它最初的目的是利用导航卫星和地面站为美军提供全天候、高精度、连续、实时的三维坐标（纬度、经度、海拔）、三维速度和定位信息。也许是美国大兵觉得应该让全人类享受科技带来的便利或者是想在和平时期赚点小钱儿，总之，现在只要购买一台GPS终端，任何人都可以让这套昂贵的系统为自己的出行服务—当然最终的服务质量还是要别人说了算。

        提问：已知三个参考点的空间坐标A（X1，Y1，Z1）、B（X2，Y2，Z2）、C（X3，Y3，Z3）,它们到O点的距离分别为AO、BO、CO,求O 点所在的坐标？

        貌似这个方程组不是很难吧？GPS 就是靠解这个方程组来进行定位的。题中的A、B、C即为卫星所在的空间坐标，也叫星历，O点为GPS接收机所在的位置。不过实际环境中，由于卫星发射的无线电信号会受到天气、地球外围电离层及高大建筑物的阻挡、反射，给卫星无线电信号进入接收机的时间造成延迟，导致计算出的距离不准确，所以需要第四颗卫星进行时钟的修正。故要得出准确的空间坐标，至少需要4个以上的参考点（卫星）。现在来认识一下这个耗时20年，花费巨资，并且每天还在不断烧钱的庞大体系吧！

GPS 的构成

        完整的GPS系统共包括三大部分：GPS卫星星座，地面监控系统，GPS信号接收机。