使用者24810277090682019-10-07 23:04:22假定我們需要定位的位置為點X，若已知一顆衛星（衛星A）的位置及衛星A到點X的距離，那麼點X一定在以A為球心，距離為半徑的圓球上；進一步測得X到衛星B的距離，那麼點X一定在兩球相交的圓環上；再測得X到衛星C的距離，那麼點X一定在三球相交的兩個點上。根據地理知識可以排除其中一個不合理的位置，最終得到點X的定位。（雖然這裡只寫到三顆衛星，實際定位會用到四顆衛星，後面一顆用途下文會解釋）
所以為了實現點X的定位，一個是需要知道
衛星的精確位置
，二是需要知道
衛星到點X的準確距離
。
一、衛星精確位置
我們都知道，衛星會按照一定的軌道執行，而地面上的監測站則會透過各種手段，連續不斷監測衛星的執行狀態，適時傳送控制指令，使衛星保持在正確的執行軌道。衛星正確的執行軌跡會被編成星曆，注入衛星，且經由衛星傳送給GPS接收機（點X）。正確接收每個衛星的星曆，就可確知衛星的準確位置。
二、衛星到點X的準確距離
物理學中已經學過：時間*速度=距離。衛星發射的訊號為電波，其傳播速度為每秒三十萬公里，所以我們只需要精確測得訊號傳播到點X所需的時間即可確定距離。
為了精確測定時間，需要解決
時間基準
問題和
時間測量的方法
問題。
1。時間基準
時間基準就好比我們需要量一張桌子的長度，要用一把尺子，假如尺子本身就不標準，那量出來的長度就不準。所以我們需要精確的時鐘。
每顆衛星上都會裝置有十分精密的原子鐘，並由監測站經常進行校準。衛星傳送導航資訊，同時也傳送精確時間資訊。GPS接收機接收此資訊，使與自身的時鐘同步，就可獲得準確的時間。所以，GPS接收機除了能準確定位之外，還可產生精確的時間資訊。但是GPS接收機中的時鐘，不可能象在衛星上那樣設定昂貴的原子鐘，所以就利用測定
第四顆衛星
，來校準GPS接收機的時鐘，這就是第四顆衛星的用途。
2。時間測量方法
為了使文章顯得通俗易懂，我們先做個不太恰當的比喻。假定點X和衛星上各有一臺錄音機同時播放一首“平凡之路”，那麼，我們應該能聽到一先一後兩支“平凡之路”的曲子（實際上，衛星上播放的曲子，我們不可能聽見，只是假想能夠聽到），但一定是不合拍的。為了使兩者合拍，我們延遲啟動地上錄音機的時間。當我們聽到兩支曲子合拍時，啟動錄音機所延遲的時間就等於曲子從衛星傳送到地上的時間。
當然，電波比聲波速度高得多，電波也不能用耳朵來接收。所以，實際上我們播送的不是“平凡之路”，而是一段叫做偽隨機碼的二進位制電碼。延遲GPS接收機產生的偽隨機碼，使與接收到衛星傳來的碼字同步，測得的延遲時間就是衛星訊號傳到GPS接收機的時間。