为什么全球卫星定位系统覆盖全球要三(四)颗卫星?

别告诉我初中物理书上有···请详细解答
2025-03-09 10:44:50
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回答1:

全球卫星定位系统需要三颗卫星才能覆盖全球,而四颗卫星则是为了提高定位精度和可靠性。
这是因为GPS是通过计算卫星到地面某一点的距离来确定这一点的位置的,而在空间坐标中至少需要知道三个点到未知点的距离才能确定那个未知点的坐标。所以至少需要三颗卫星才能进行全球定位。
此外,四颗卫星可以提供更加精确的定位,因为它们可以提供更多的测量数据。这样,通过测量信号的传播时间,可以更准确地计算出用户的位置。此外,四颗卫星还可以提高系统的可靠性,因为如果其中一颗卫星出现故障,仍然可以使用其他卫星进行定位。
总之,三颗卫星可以覆盖全球,但是四颗卫星可以提供更高精度和可靠性的定位服务。

回答2:

至少要三颗,因为GPS是通过计算卫星到地面某一点的距离来确定这一点的位置的,而在空间坐标中至少需要知道三个点到未知点的距离才能确定那个未知点的坐标。就类似于空间坐标系中XYZ三个坐标来确定一个点。

回答3:

定卫星的位置为已知,通过一定的方法我们能准确测出地面点A到卫星间的距离,那么A点一定位于以卫星为中心,以所测得距离为半径的圆球上。若我们同时测得点A到另两颗卫星的距离,则该点一定处在三圆球相交的两个点上。根据地理知识则可以很容易的找到我们需要的点。
在此假设下,即已知卫星位置又已同时测定到三颗卫星的距离,即可进行定位。但由于GPS卫星是分布在20000多公里高空的运动载体,只能在同一时间测定三个距离才可定位,要实现同步必须具有统一的时间基准,从解析几何角度出发,GPS定位包括确定一个点的三维坐标与实现同步四个未知参数,因此必须通过测定到至少4颗卫星的距离才能定位。

GPS定位需要4颗卫星是因为各自不同的卫星在这里负责不同的工作.3颗是测量在用WGS-84作为标准的三维坐标,本来3维数据已足够定位,但是因为卫星传播的工具是用电磁波(而不是光),而电磁波经过传播会产生误差,会导致传播时间的不同步.而为了使这传播的数据同步,所以引入多一颗卫星来提供时间数据.