GPS接收机工作原理

如今，一切变得非常简单。您只需花费不到100美元就可以获得一个可以装在口袋里的小工具，它在任何时候都可以告诉您在地球上的确切位置。只要您有一个GPS接收机并能使它无遮掩地对准天空，您就永远不会再迷路。

在本文中，我们将了解到这些便携式指南装置如何实现这个令人称奇的功能。正如我们所知道的，虽然全球卫星定位系统十分庞大、昂贵并且融入了许多技术发明，但它的工作原理却非常简单明了。

当人们谈到“GPS”时，通常是指GPS接收机。全球卫星定位系统 (GPS) 实际上是一个卫星群，由27颗沿环地球轨道运行的卫星（24颗为工作卫星，另外三颗为备用卫星）组成。虽然这一卫星网络由美国军方研发并作为军用导航系统而使用，但很快这一系统就进入了普通百姓的生活中。

NASA 供图 NAVSTAR GPS卫星

每一颗由太阳能提供动力的卫星的造价在3,000-4,000英镑之间，并且在地球上空大约19,300千米的高度绕地球运行，每天绕地球运转两周。它们的运行轨道是经过特殊安排的，所以在任何时候，地球上任何地方的上空都至少可以“见到”四颗卫星。

美国国防部供图 GPS卫星群的示意图

GPS接收机的任务就是确定四颗或更多卫星的位置，并计算出它与每颗卫星之间的距离，然后用这些信息推算出自己的位置。这一计算过程的基础是一条被称为三边测量法的简单数学定理。三维空间的三边测量法稍微复杂一点，所以我们先从简单的二维三边测量法进行说明。 在这之前，我们先看一些有关GPS的精彩实录。