GPS定位为何需要至少4颗卫星并如何提高精度至5米?
GPS定位为何需要至少4颗卫星并如何提高精度至5米? 在离地面12,000公里高空，24颗GPS卫星按照每12小时的周期环绕地球运行。在任意时刻，全球任何位置都能同时接收到至少4颗卫星的信号，这是通过精确的卫星位置信息实现的。在GPS定位过程中，接收机利用三维坐标中的距离公式，结合至少3颗卫星的信号，形成3个方程，试图解出观测点的X、Y和Z坐标。然而，由于卫星时钟与接收机时钟的微小误差，以及需要计算出钟差这一未知数，这就需要额外一颗卫星的信号来形成4个方程，从而准确确定经纬度和高程。
实际上，接收机通常可以锁定超过4颗卫星，通过算法选择误差最小的卫星组合进行定位，以提高精度。然而，这些因素如卫星运行轨道误差、大气和电离层的影响，以及SA保护政策，导致民用GPS的定位精度一般在100米左右。
为了提升定位精度，差分GPS（DGPS）技术被广泛应用。通过建立基准站，对GPS信号进行精确测量，并发布修正值。接收机接收到这些修正信息后，与自身的观测值进行比较，有效地消除了大部分误差，使得定位精度能达到5米，远高于常规GPS。这就是差分GPS技术对提高GPS定位精度的重要贡献。
扩展资料
卫星导航系统，顾名思义，就是“全球卫星导航系统”。主要采用最新GPS技术在导航通讯领域的最新应用系统。卫星导航全球性大众化民用，刚刚开始，有百种应用类型。卫星导航的生命期至少还有50年，GPS概念的提出已有三十年，真正应用只有十来年，现在GPS现代化，GPS III新阶段，延续到2020年。GPS国际协会已统计出GPS的117种不同类型的应用。蜂窝通信的集成和汽车应用还是当前最大的两个市场。 卫星导航系统已经在大量应用中广泛使用，而且总的发展趋势是为实时应用提供高精度服务。
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