手机如何知道你的定位？导航的原理是什么？

发布时间：2023-04-11 12:50:12 所属栏目：动态来源：

导读：许多同学出门游玩的时候会使用手机代替导航仪进行导航。手机不光可以告诉我们自己的位置，还能帮助我们指引道路，提示拥堵等。

小小的一个手机如何知道我们的位置呢？其实，手机是通过卫星联络，获知自身位置的。

许多同学出门游玩的时候会使用手机代替导航仪进行导航。手机不光可以告诉我们自己的位置，还能帮助我们指引道路，提示拥堵等。

小小的一个手机如何知道我们的位置呢？其实，手机是通过卫星联络，获知自身位置的。所以手机定位，准确的说法应该是卫星定位。

一、四大卫星定位系统

目前，世界上应用最广泛的定位系统是美国的全球卫星定位系统GPS。这是美国军方从1970年开始研制建立的卫星定位系统，在1994年建成，由24颗卫星、一个地面主控站和若干个监测站组成，覆盖全球98%的地区。用户只要有一台GPS接收设备，就可以通过24小时服务台免费享受全世界定位系统专业人员提供的定位授时服务。

这些定位系统的功能都是相似的，可以为用户提供授时、定位和导航功能。在军事上，定位系统可以为车辆、船舶、飞机和导弹武器等提供准确的定位导航服务，一个国家是否有优质的导航系统直接影响着这个国家的远程作战能力。

二、卫星定位原理

那么，卫星究竟是如何确定我们的位置的呢？

为了了解这个问题，首先需要了解坐标系的概念。法国学者笛卡尔发明了解析几何学，就是用代数方法来解决几何问题。我们可以在平面内建立一个直角坐标系，这样平面内的任何一点都可以用一对坐标（x，y）表示。x和y分别表示两点的横坐标和纵坐标。根据勾股定理，两点之间的距离可以表示为

同样，为了表示空间中的每一个点，我们需要建立空间直角坐标系，每一个点用坐标（x，y，z)表示。两个点(x1，y1，z1)和(x2，y2，z2)之间的距离可以通过两次勾股定理得到

明白了空间中两点距离的计算方法，就不难理解卫星定位了。一个卫星接收装置，例如一台手机，需要确定四个量才能定位，就是它的空间坐标(x，y，z)以及它此刻的时刻t。手机自己都不清楚这四个量，但卫星上有高精度的原子钟，同时卫星系统和地面站都有星历，卫星每时每刻都能够准确确定自己的空间坐标和时刻。

这个方程中，x、y、z、t都是未知量，四个未知量只有一个方程是解决不了的。不过没关系，手机可以同时与四颗卫星联络，四颗卫星分别发射信号给手机，这样就可以列出四个方程了。

所以说，一个GPS接收器最少要联上四颗卫星，才可以定位自己的位置。用于联络的地面卫星越多，得到的测量结果就越可靠准确。

三、误差修正

在卫星定位的过程中，最麻烦的事情是误差修正。误差来源有卫星误差、传播误差和接收装置误差三种。以传播误差为例：在电磁波信号传播的过程中，电磁波要穿透云层，而云层中光的速度与真空中稍有不同。虽然这个差别不大，但是由于光速很快，传播时间很短，一点点的差别都会造成定位的范围有很大误差。所以我们必须对误差进行修正。

所以，在地面基准站附近，卫星定位比较准确，比如城市里卫星定位的精度都在10米以内，但如果在荒郊野外或大海上，附近没有基准站，卫星定位的误差就会大一些。

（编辑：汽车网）

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