Az alapelv aGPS navigációs rendszeraz ismert pozíciójú műhold és a felhasználó vevőkészüléke közötti távolság mérése, majd több műhold adatainak integrálása a vevő konkrét helyzetének megismeréséhez. Ennek elérése érdekében a műhold helyzetét a műhold efemeriszében a fedélzeti óra által rögzített idő szerint lehet megtalálni. A felhasználó és a műhold közötti távolságot úgy kapjuk meg, hogy rögzítjük azt az időt, ameddig a műholdjel eljut a felhasználóhoz, majd ezt megszorozzuk a fénysebességgel (az ionoszféra légköri interferenciája miatt ez a távolság nem a valós távolság a felhasználó és a műhold között, de álhatótávolság (PR): Ha a GPS műholdak normálisan működnek, továbbra is 1 és 0 bináris szimbólumokból álló pszeudo-véletlen kódokkal (úgynevezett pszeudokódokkal) továbbítják a navigációs üzeneteket A GPS-rendszerek kétféle pszeudo kódot használnak, nevezetesen: polgári C/A kód és katonai P(Y) kód. A C/A kód frekvenciája 1,023 MHz, az ismétlési periódus egy milliszekundum, a kód intervalluma 1 mikroszekundum. , ami 300m-nek felel meg a P kód frekvenciája 10,23MHz, az ismétlési periódus pedig 266,4 nap, ami 30m-nek felel meg jobb a biztonsági teljesítmény A navigációs üzenet tartalmazza a műhold efemeriszt, a munkakörülményeket, az óra korrekcióját, az ionoszférikus késleltetés korrekcióját, a légköri fénytörés korrekcióját stb. A műholdjelből demodulálják és vivőfrekvencián 50b/s modulációval továbbítják. A navigációs üzenet minden fő kerete 5 alkeretet tartalmaz, amelyek keret hossza 6 s. Az első három keret egyenként 10 szóból áll; mindegyik 30 másodpercenként ismétlődik, és óránként frissül. Az utolsó két képkocka összesen 15000b. A navigációs üzenet tartalma elsősorban telemetriai kódokat, konverziós kódokat, valamint az első, második és harmadik adatblokkot tartalmaz, amelyek közül a legfontosabb az efemerisz adatok. Amikor a felhasználó megkapja a navigációs üzenetet, vegye ki a műhold idejét, és hasonlítsa össze a saját órájával, hogy megtudja a műhold és a felhasználó közötti távolságot, majd használja a navigációs üzenetben lévő műhold efemerisz adatait a műhold helyzetének kiszámításához adáskor. az üzenetet. Ismerhető a felhasználó helyzete és sebessége a WGS-84 geodéziai koordinátarendszerben.
Látható, hogy a műhold szerepe aGPS navigációs rendszera navigációs üzenetek folyamatos továbbítása. Mivel azonban a felhasználó vevőkészüléke által használt óra és a műhold fedélzeti órája nem mindig szinkronizálható, a felhasználó háromdimenziós x, y és z koordinátái mellett a Δt a műhold és a vevő közötti időkülönbség. , szintén ismeretlen számként kerül bemutatásra. Ezután 4 egyenlet segítségével oldja meg ezt a 4 ismeretlent. Tehát ha tudni szeretné, hol van a vevő, akkor legalább 4 műholdjelet kell tudnia venni.
AGPS vevőnanoszekundumos pontosságú időinformációkat tud fogadni, amelyek az időzítéshez használhatók; az előrejelzési efemerisz a műhold hozzávetőleges helyzetének előrejelzésére a következő néhány hónapban; a sugárzott efemerisz a helymeghatározáshoz szükséges műholdkoordináták kiszámításához , Néhány métertől több tíz méterig terjedő pontossággal (műholdtól eltérő, bármikor változó); ésGPS rendszerinformációkat, például a műhold állapotát.
AGPS vevőmeg tudja mérni a kódot, hogy megkapja a távolságot a műholdtól a vevőig. Mivel tartalmazza a vevő műhold órájának hibáját és az atmoszférikus terjedési hibát, pszeudotávolságnak nevezzük. A 0A kódnál mért pszeudotartományt UA kód pszeudotartománynak nevezik, és a pontosság körülbelül 20 méter. A P-kódnál mért pszeudotartományt P-kód pszeudotávolságnak nevezik, és a pontosság körülbelül 2 méter.
AGPS vevődekódolja a vett műholdjelet, vagy más technikákat alkalmaz a vivőn modulált információ eltávolítására, majd a vivő visszaállítható. Szigorúan véve a vivőfázist vivőfrekvenciás fázisnak kell nevezni, ami a Doppler-eltolás által érintett vett műholdjel vivőfázisának és a vevő lokális rezgése által generált jelfázisnak a különbsége. Általában a vevő órája által meghatározott korszakidőben mérve és a műholdjelet követve a fázisváltozási érték rögzíthető, de a vevő és a műholdoszcillátor fázisának kezdeti értéke a megfigyelés kezdetén nem ismert. A kezdeti korszak fázisegésze sem ismert, vagyis az egész hét többértelműsége csak paraméterként oldható meg az adatfeldolgozásban. A fázismegfigyelési érték pontossága akár milliméter is lehet, de az előfeltevés a teljes kerület kétértelműségének megoldása. Ezért a fázismegfigyelési érték csak akkor használható, ha van relatív megfigyelés és folyamatos megfigyelési érték, és a mérőszintnél jobb helymeghatározási pontosság csak Fázismegfigyelések használhatók.
A helymeghatározási módszer szerint a GPS helymeghatározást egypontos helymeghatározásra és relatív helymeghatározásra (differenciális helymeghatározásra) osztják. Az egypontos pozicionálás egy módszer a vevő helyzetének meghatározására a vevő megfigyelési adatai alapján. Csak pszeudotávolság-megfigyeléseket tud használni, és használható járművek és hajók durva navigációjára és helymeghatározására. A relatív helymeghatározás (differenciális helymeghatározás) egy módszer a megfigyelési pontok közötti relatív helyzet meghatározására több mint két vevő megfigyelési adatai alapján. Használhat pszeudotávolságú megfigyeléseket vagy fázismegfigyeléseket. Geodéziai vagy mérnöki méréseket kell alkalmazni. Használjon fázismegfigyeléseket a relatív pozicionáláshoz.
GPS megfigyelésekmagában foglalja a műhold és a vevő órajel különbségeit, az atmoszférikus terjedési késleltetést, a többutas effektusokat és egyéb hibákat. A helymeghatározási számítások során a műholdas adás efemerisz hibái is érintik őket. A leggyakoribb hibákat a relatív pozicionálás okozza. Törlés vagy gyengülés, így a pozicionálási pontosság jelentősen javulni fog. A kétfrekvenciás vevő a két frekvencia megfigyelései alapján a légkör ionoszférikus hibájának nagy részét ki tudja törölni. ), kétfrekvenciás vevőket kell használni.
