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GPS定位

GPS 的定位是利用衛星基本三角定位原理,GPS 接收裝置以測量無線電信號的傳輸時間來量測距離,以距離來判定衛星在太空中的位置,這是一種高軌道與精密定位的觀測方式。假設衛星在11,000英哩的高處,測量我們的距離時,首先以11,000英哩為半徑,以此衛星為圓心畫一圓,而我們位置正處於球面表面上。

再假設第二顆衛星距離我們12,000英哩,而我們正處於這二顆球所交集的圓周上。那現在我們就再以第三顆衛星做精密定位,假設高度13,000 英哩,我們即可進一步縮小範圍到二點位置上,但其中一點為非我們所在的位置極有可能在太空中的某一點,就此,我們捨棄這一點參考點,選擇另一點為位置參考點。

假設要獲得更準確的定位,則必定要再測量第四個顆衛星,從基本物理的概念上來說,以訊號傳輸的時間乘以速度即是我們與衛星的距離,我們將此測得的距離稱為虛擬距離,在 GPS 的測量上,我們測的是無線信號,速度幾乎達18萬6千英哩/Sec的光速,而時間卻短的驚人,甚至只要0.06秒,時間的測量需要二個不同的時錶,一個時錶裝置於衛星上以記錄無線電信號傳送的時間,另一個時錶則裝置在接收器上,用以記錄無線電信號接收的時間,雖然衛星傳送信號至接收器的時間極短,但時間上並不同步,假設衛星與接收器同時發出聲音給我們,我們會聽到二種不同的聲音,這是因為衛星從11,000英哩遠的地方傳來,所以會有延遲的時間,因此,我們可以延遲接收器的時間,從此延遲的時間╳速度,那就是所謂接收器到衛星的距離,此即為【 GPS 的基本定位原理】。

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