現在，gps定位逐漸用于商業(yè)，例如車(chē)載定位等，主要用途是防止車(chē)被盜。裝了gps定位監控體系，不管車(chē)在哪里你都能找到，現現新疆GPS在小偷都不會(huì )偷盜帶有監控的車(chē)子了，十分安全高效。那么，gps定位原理是什么呢？下面，小編詳細說(shuō)說(shuō)。

 

　　GPS定位，實(shí)際上便是經(jīng)過(guò)四顆已知方位的衛星來(lái)確認GPS接收器的方位。
如上圖所示，圖中的GPS接收器為當時(shí)要確認方位的設備，衛星1、2、3、4為本次定位要用到的四顆衛星:
· Position1、Position2、Position3、Position4分別為四顆衛星的當時(shí)方位（空間坐標），已知
· d1、d2、d3、d4分別為四顆衛星到要定位的GPS接收器的間隔，已知
· Location 為要定位的衛星接收器的方位，待求
那么定位的進(jìn)程，簡(jiǎn)單來(lái)講便是經(jīng)過(guò)一個(gè)函數GetLocation(),從已知的[Position1,d1]、[Position2,d2]、[Position3,d3]、[Position4,d4]四對數據中求出Location的值。
Location=GetLocation([Position1,d1],[Position2,d2],[Position3,d3],[Position4,d4]);
為什么必需要4對參數呢？那下面咱們就來(lái)一同探求一下。
實(shí)際上，運轉于宇宙空間的GPS衛星，每一個(gè)都在時(shí)間不停地新疆GPS經(jīng)過(guò)衛星信號向全世界播送自己的當時(shí)方位坐標信息。任何一個(gè)GPS接收器都能夠經(jīng)過(guò)天線(xiàn)很輕松地接收到這些信息，并且能夠讀懂這些信息（這其實(shí)也是每一個(gè)GPS芯片的中心功用之一）。這便是這些方位信息的來(lái)歷。

咱們現已知道每一個(gè)GPS衛星都在不辭辛勞地播送自己的方位，那么在發(fā)送方位信息的一同，也會(huì )附加上該數據包宣告時(shí)的時(shí)間戳。GPS接收器收到數據包后，用當時(shí)時(shí)間（當時(shí)時(shí)間當然只能由GPS接收器自己來(lái)確認了）減去時(shí)間戳上的時(shí)間，便是數據包在空中傳輸所用的時(shí)間了。
知道了數據包在空中的傳輸時(shí)間，那么乘上他的傳輸速度，便是數據包在空中傳輸的間隔，也便是該衛星到GPS接收器的間隔了。數據包是經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)電波傳送的，那么抱負速度便是光速c，把傳播時(shí)間記為T(mén)i的話(huà)，用公式表明便是：
di=c*Ti(i=1,2,3,4);
這便是di(i=1,2,3,4)的來(lái)歷了。
這個(gè)函數是我為了說(shuō)明問(wèn)題而虛構的，事實(shí)上未必存在，可是一定存在這樣類(lèi)似的運算邏輯。這些運算邏輯能夠由軟件來(lái)實(shí)現，可是事實(shí)上或許大都是由硬件芯片來(lái)完結的（這或許也是每一個(gè)GPS芯片的中心功用之一）。
根據立體幾何常識，三維空間中，三對[Positioni,di]這樣的數據就能夠確認一個(gè)點(diǎn)了（實(shí)際上或許是兩個(gè)，但咱們能夠經(jīng)過(guò)邏輯判斷舍去一個(gè)），為什么這兒需要四對新疆GPS呢？抱負情況下，的確三對就夠了，也便是說(shuō)抱負情況下只需要三顆衛星就能夠實(shí)現GPS定位�？墒鞘聦�(shí)上，必需要四顆。

因為根據上面的公式，di是經(jīng)過(guò)c*Ti計算出來(lái)的，而咱們知道c值是很大的（抱負速度即光速），那么關(guān)于時(shí)間Ti而言，一個(gè)極小的差錯都會(huì )被放大很多倍從而導致整個(gè)成果無(wú)效。也便是說(shuō)，在GPS定位中，對時(shí)間的精度要求是極高的。GPS衛星上是用銫原子鐘來(lái)計時(shí)的，可是咱們不或許為每一個(gè)GPS接收器也配一個(gè)銫原子鐘，因為一個(gè)銫原子鐘的價(jià)格或許現已超過(guò)了這個(gè)GPS設備再加上運用GPS的這輛貴重汽車(chē)的價(jià)格。
一同，因為速度c也會(huì )受到空中電離層的影響，因此也會(huì )有差錯;再者，GPS衛星播送的自己的方位也或許會(huì )有差錯。其他等等一些因素也會(huì )影響數據的精確度。
總之，數據是存在差錯的。這些差錯或許導致定位精確度下降，也或許直接導致定位無(wú)效。GetLocation（函數）中多用了一組數據，正是為了來(lái)校正差錯。至于詳細的細節，咱們就不用關(guān)懷了，咱們只要知道，多用一組數據，就能夠經(jīng)過(guò)一些巧妙的算法，消除或減小差錯，確保定位有用。這便是GetLocation（）函數必須用四組數據的原因，也便是為什么必須有四顆衛星才干定位的原因。
前面說(shuō)在進(jìn)行方位計算時(shí)都是用的空間坐標方式表明，可是對GPS設備及應用程序而言，通常需要用的是一個(gè)[經(jīng)度，緯度，高度]這樣的方位信息。那么咱們能夠想象，在GetLocation()函數回來(lái)方位成果前，或許會(huì )進(jìn)行一個(gè)從空間坐標方式到經(jīng)緯度方式的轉化，咱們不妨假設存在一個(gè)Convert(經(jīng)緯度，空間坐標)這樣的函數來(lái)進(jìn)行這個(gè)轉化。
實(shí)際上上面所說(shuō)的僅僅定位原理中的其間一種，稱(chēng)為單點(diǎn)定位，或肯定定位。便是經(jīng)過(guò)僅有的一個(gè)GPS接收器來(lái)確認方位。
目前定位精度高的是差分定位，或稱(chēng)相對定位。便是經(jīng)過(guò)增加一個(gè)參考GPS接收器來(lái)進(jìn)步定位精度。
上面咱們現已環(huán)繞一個(gè)虛擬的GetLocation()函數基本搞清楚了GPS定位的基本數學(xué)模型，關(guān)于編程而言，知道這些就足夠了（其實(shí)不知道也不影響編程）。假如好奇心還沒(méi)滿(mǎn)意的話(huà)，咱們持續了解一些GPS相關(guān)的布景常識。
GPS（Global Position System,全球定位體系），全稱(chēng)為NAVSTAR GPS（NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Position System，導航星測時(shí)與測距全球定位體系）。GPS是一個(gè)由美國國防部開(kāi)發(fā)的空基全天侯導航體系，它用以滿(mǎn)意軍方在地面或近地空間內獲取在一個(gè)通用參照系中的方位、速度和時(shí)間信息的要求。
1957年10月第一顆人造地球衛星SputnikⅠ發(fā)射成功，空基導航定位由此開(kāi)始1958年開(kāi)始規劃NNSS-TRANSIT,即子午衛星體系； 1964年該體系正式運轉； 1967年該體系解密以供民用。1973年，美國國防部批準研制GPS; 1991年海灣戰爭中，GPS初次大規模用于實(shí)戰； 1994年，GPS悉數建成投入運用； 2000年，克林頓宣告，GPS撤銷(xiāo)施行SA(對民用GPS精度的一種人為約束策略)。
兩種GPS服務(wù)： SPS--規范定位服務(wù)，民用，精度約為100M； PPS--精密定位服務(wù)，軍用和得到特許的民間用戶(hù)運用，精度高達10M.
兩種約束民用定位精度的辦法(確保國家利益不受損害)： SA--挑選可用性，認為下降普通用戶(hù)的測量精度，約束水平定位精度100M，筆直157M(已于2005年5月1日撤銷(xiāo)); AS--反電子詐騙。GLONASS（全球軌跡導航衛星體系），前蘇聯(lián)Galileo-ENSS（歐洲導航衛星體系，即伽利略計劃），歐盟北斗導航體系，中國
GPS體系=空間部分+操控部分+用戶(hù)部分
1.空間部分
GPS空間部分主要由24顆GPS衛星構成，其間21顆作業(yè)衛星，3顆備用衛星。24顆衛星運轉在6個(gè)軌跡平面上，運轉周期為12個(gè)小時(shí)。確保在任一時(shí)間、任一地址高度角15度以上都能夠觀(guān)測到4顆以上的衛星。
主要效果：發(fā)送用于導航定位的衛星信號。
構成：24顆衛星=21顆作業(yè)衛星+3顆備用衛星
2.操控部分
GPS操控部分由1個(gè)主控站，5個(gè)檢測站和3個(gè)注入站組成。
組成：GPS操控部分=主控站（1個(gè)）+監測站（5個(gè)）+注入站（3個(gè)）
效果：監測和操控衛星運轉，編算衛星星歷（導航電文），堅持體系時(shí)間。
主控站：從各個(gè)監控站搜集衛星數據，計算出衛星的星歷和時(shí)鐘批改參數等，并經(jīng)過(guò)注入站注入衛星；向衛星發(fā)布指令，操控衛星，當衛星出現故障時(shí)，調度備用衛星。
監控站：接收衛星信號，檢測衛星運轉狀況，搜集氣候數據，并將這些信息傳送給主控站。
注入站：將主控站計算的衛星星歷及時(shí)鐘批改參數等注入衛星。
散布情況：
· 主控站：坐落美國科羅拉多州（Calorado）的法爾孔（Falcon）空軍基地。
· 注入站：阿松森群島（Ascendion）,大西洋；迭戈加西亞（Diego Garcia）,印度洋；卡瓦加蘭（Kwajalein），東太平洋。
· 監控站：1個(gè)與主新疆GPS控站在一同；3個(gè)與注入站在一同；別的一個(gè)在夏威夷（Hawaii）,西太平洋。

3.用戶(hù)部分
GPS用戶(hù)設備部分包含GPS接收器及相關(guān)設備。GPS接收器主要由GPS芯片構成。
如車(chē)載、船載GPS導航儀，內置GPS功用的移動(dòng)設備，GPS測繪設備等都歸于GPS用戶(hù)設備。
組成：主要為GPS接收器
效果：接收、跟蹤、改換和測量GPS信號的設備，GPS體系的消費者