如何在导航上定位_导航系统怎么实现定位

目录：

• 1、简述GPS导航系统的基本原理
• 2、北斗导航如何定位
• 3、北斗卫星导航系统的原理
• 4、车载GPS如何能实现定位导航的？
• 5、GPS是如何定位的？

简述GPS导航系统的基本原理

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位。

要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到。

系统功能

GPS导航系统一开始是为军事目的而建立的，后来慢慢发展到民用上。GPS导航系统是通过人造卫星，全天候向驾驶者提供三维位置、三维速度等信息的无线电导航定位系统。

车载GPS导航系统，其内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，结合储存在车载导航仪内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，这就是平常所说的定位功能。

北斗导航如何定位

和GPS模块一样，北斗定位模块被称为用户部分，它像“收音机”捕获并跟踪卫星的信号，根据数据按一定的方式进行定位计算，最终得到用户的经纬度、高度、速度、时间等信息。北斗模块的应用关键在于串口通信协议的制定，也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式，其中数据类型主要有二进制信息和NMEA-0183协议。在实际使用中，将北斗模块嵌入到产品的PCB板上即可，北斗模块根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。

在空间中若已经确定A、B、C三点的空间位置，且第四点D到上述三点的距离皆已知的情况下，即可以确定D的空间位置，原理如下：因为A点位置和AD间距离已知，可以推算出D点定位于以A为圆、AD为半径的圆球表，按照此法可以得到以B、C为圆的另两个圆球，即D点定在这三个圆球的交汇点上，即三球交汇定位。北的试验系统和正式系统的定位都依靠此原理。

北斗卫星导航系统的原理

北斗卫星导航系统的原理是基准站接受卫星导航信号后，会通过数据处理系统形成相应的信息，再由卫星、广播、移动通信等手段将信息实时发送至应用终端，实现定位服务。北斗卫星导航定位系统的定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒，授时精度为10纳秒。

北斗导航为是我国自主建设的卫星导航定位系统，和美国的GPS、欧洲伽利略（GALILEO）、俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）都属于全球卫星导航系统（NGSS）。

北斗导航系统的构成。

北斗卫星导航定位系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。据《兰州晚报》报道，空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星三种轨道卫星组成；地面段包括基准站、主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站；

用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。北斗卫星导航定位系统将通过这三部分实现精准定位。

以上内容参考 人民网——北斗卫星导航定位系统：精准定位就是它的最强技能

车载GPS如何能实现定位导航的？

GPS模块定位原理

24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。

由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置（X,Y,Z）。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。

事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。

由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，使得民用GPS的定位精度只有10米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS）技术，建立基准站（差分台）进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。

什么是GPS模块

GPS 模块就是GPS信号接收器,它是一个可以用无线蓝牙或有线方式与电脑或手机连接，将它接收到的GPS信号传递给电脑或手机中的GPS软件进行处理。我们常说的GPS定位模块称为用户部分，它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号，中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号，属于被动定位。

GPS模块的应用关键在于串口通信协议的制定，也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包括数据类型与信息格式，其中数据类型主要有二进制信息和NMEA全国海洋电子协会数据信息。这两类信息可以通过串口与GPS接收机进行通信。

GPS模块通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数，特点是点位速度快，但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算，称为3D定位，3颗卫星即可实现2D定位，但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。

GPS是如何定位的？

GPS通过人造地球卫星实现高精度无线电导航的定位。

GPS定位包括伪距单点定位、载波相位定位和实时差分定位。伪距测量就是测定卫星到接收机的距离，即由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。

载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电文，接收机接收到卫星信号后，先将载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获得载波，称为重建载波。

GPS实时差分定位的原理是在已有的精确地心坐标点上安放GPS接收机（称为基准站），利用已知的地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值，并通过无线电通信设备（称为数据链）将校正值发送给运动中的GPS接收机（称为流动站）。

GPS的特点：

1、全球，全天候连续不断的导航定位能力。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的、全天候的导航定位能力，用户不用发射信号，因而能满足多用户使用 。

2、实时导航，定位精度高，观测时间短。利用GPS定位时，在1s内可以取得几次位置数据，这种近乎实时的导航能力对于高动态用户具有很大的意义，同时能为用户提供连续的三维位置、三维速度和精确的时间信息。

3、测站无需通视：GPS测量只要求测站上空开阔，不要求测站之间互相通视，因此可节省大量的造标费用（一般造标费用占总经费的30%、50%）。

以上内容参考：百度百科—GPS

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