PõhiprintsiipGPS-navigatsioonisüsteemon teadaoleva asukohaga satelliidi ja kasutaja vastuvõtja vahelise kauguse mõõtmine ning seejärel mitme satelliidi andmete integreerimine, et teada saada vastuvõtja konkreetne asukoht. Selle saavutamiseks saab satelliidi efemeriidist leida satelliidi asukoha vastavalt pardakella poolt salvestatud ajale. Kaugus kasutajast satelliidini saadakse, registreerides satelliidisignaali kasutajani jõudmise aja ja korrutades selle seejärel valguse kiirusega (ionosfääri interferentsi tõttu atmosfääris pole see kaugus tegelik kasutaja ja satelliidi vaheline kaugus, kuid pseudoulatus (PR): kui GPS-satelliidid töötavad normaalselt, jätkavad nad navigatsioonisõnumite edastamist pseudojuhuslike koodidega (nimetatakse pseudokoodideks), mis koosnevad 1 ja 0 kahendsümbolist on kahte tüüpi pseudokoode, mida GPS-süsteemid kasutavad, nimelt: tsiviil-C/A-kood ja sõjaline P(Y)-kood. C/A-koodi sagedus on 1,023 MHz, kordusperiood on üks millisekund ja koodide intervall on 1 mikrosekund. , mis võrdub 300 m, P-koodi sagedus on 10,23MHz ja kordusperiood on 266,4 päeva, mis on võrdne 30m-ga Turvalisus on parem. See demoduleeritakse satelliidi signaalist ja edastatakse kandesagedusel 50b/s modulatsiooniga. Iga navigeerimissõnumi põhikaader sisaldab 5 alamkaadrit kaadri pikkusega 6s. Esimeses kolmes kaadris on 10 sõna; iga Kordub iga 30 sekundi järel ja seda uuendatakse iga tunni järel. Kahes viimases kaadris on kokku 15000b. Navigeerimissõnumi sisu sisaldab peamiselt telemeetriakoode, konversioonikoode ning esimest, teist ja kolmandat andmeplokki, millest olulisim on efemeriidi andmed. Kui kasutaja saab navigatsiooniteate, eraldage satelliidi aeg ja võrrelge seda oma kellaga, et teada saada satelliidi ja kasutaja vaheline kaugus, ning seejärel kasutage navigatsioonisõnumis olevaid satelliidi efemeriidi andmeid, et arvutada satelliidi asukoht edastamise ajal. sõnum. Kasutaja asukoht ja kiirus geodeetilises koordinaatsüsteemis WGS-84 on teada.
On näha, et satelliidi osa rollGPS-navigatsioonisüsteemon navigatsiooniteadete pidev edastamine. Kuna aga kasutaja vastuvõtjas kasutatavat kella ja satelliidi pardakella ei saa alati sünkroonida, on lisaks kasutaja kolmemõõtmelistele koordinaatidele x, y ja z a Δt ka satelliidi ja vastuvõtja vaheline ajavahe. , tutvustatakse ka tundmatu numbrina. Seejärel kasutage nende 4 tundmatu lahendamiseks 4 võrrandit. Seega, kui soovite teada, kus vastuvõtja asub, peate suutma vastu võtta vähemalt 4 satelliidisignaali.
TheGPS vastuvõtjaoskab vastu võtta nanosekundite täpsusega ajainfot, mida saab kasutada ajavõtmiseks; prognoositav efemeriid satelliidi ligikaudse asukoha prognoosimiseks lähikuudel; leviedastuse efemeriid positsioneerimiseks vajalike satelliidikoordinaatide arvutamiseks , täpsusega mõne meetri kuni kümnete meetrite (erinevalt satelliidist, igal ajal muutuv); jaGPS süsteemteavet, nagu satelliidi olek.
TheGPS vastuvõtjasaab mõõta koodi, et saada kaugust satelliidist vastuvõtjani. Kuna see sisaldab vastuvõtja satelliidi kella viga ja atmosfääri levimise viga, nimetatakse seda pseudovahemikuks. 0A koodi jaoks mõõdetud pseudovahemikku nimetatakse UA koodi pseudovahemikuks ja täpsus on umbes 20 meetrit. P-koodi jaoks mõõdetud pseudovahemikku nimetatakse P-koodi pseudovahemikuks ja täpsus on umbes 2 meetrit.
TheGPS vastuvõtjadekodeerib vastuvõetud satelliidisignaali või kasutab kandjal moduleeritud teabe eemaldamiseks muid tehnikaid ja seejärel saab kandja taastada. Rangelt võttes tuleks kandefaasi nimetada kandesageduse faasiks, mis on vahe vastuvõetud satelliidisignaali kandefaasi vahel, mida mõjutab Doppleri nihe ja vastuvõtja lokaalse võnkumise poolt genereeritud signaali faasi. Üldjuhul mõõdetuna vastuvõtja kellaga määratud epohhiajal ja jälgides satelliidi signaali, saab faasimuutuse väärtuse salvestada, kuid vastuvõtja ja satelliidi ostsillaatori faasi algväärtus vaatluse alguses pole teada. Teadmata on ka algajastu faasitäisarv ehk terve nädala mitmetähenduslikkus on lahendatav vaid parameetrina andmetöötluses. Faasivaatluse väärtuse täpsus on millimeetrites, kuid eelduseks on lahendada kogu ümbermõõdu ebaselgus. Seetõttu saab faasivaatluse väärtust kasutada ainult suhtelise vaatluse ja pideva vaatluse väärtuse korral ning positsioneerimise täpsus, mis on arvesti tasemest parem, on ainult faasivaatlusi.
Positsioneerimismeetodi järgi jaguneb GPS positsioneerimine ühepunktiliseks positsioneerimiseks ja suhteliseks positsioneerimiseks (diferentsiaalpositsioneerimine). Ühepunktiline positsioneerimine on viis vastuvõtja asukoha määramiseks vastuvõtja vaatlusandmete põhjal. See saab kasutada ainult pseudokauguse vaatlusi ning seda saab kasutada sõidukite ja laevade umbkaudseks navigeerimiseks ning positsioneerimiseks. Suhteline positsioneerimine (diferentsiaalne positsioneerimine) on meetod vaatluspunktide suhtelise asukoha määramiseks enam kui kahe vastuvõtja vaatlusandmete põhjal. See võib kasutada kas pseudovahemiku vaatlusi või faasivaatlusi. Kasutada tuleks geodeetilisi või tehnilisi mõõtmisi. Kasutage suhtelise asukoha määramiseks faasivaatlusi.
GPS-vaatlusedhõlmavad satelliidi ja vastuvõtja kellade erinevusi, atmosfääri levimise viivitust, mitmeteelisi efekte ja muid vigu. Neid mõjutavad ka positsioneerimisarvutuste ajal esinevad satelliidiülekande efemeriidi vead. Enamasti on vead põhjustatud suhtelisest positsioneerimisest. Tühistamine või nõrgenemine, nii et positsioneerimise täpsus paraneb oluliselt. Kahe sagedusega vastuvõtja suudab kahe sageduse vaatluste põhjal tühistada põhiosa ionosfääri veast atmosfääris. ), tuleks kasutada kahesageduslikke vastuvõtjaid.
