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GPS 定位原理图解 假设t 时刻在地面待测点上安置GPS 接收机，可以测定GPS 信号到达接收机的 时间△t ，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程 式： 上述四个方程式中x 、y 、z 为待测点坐标，Vto 为接收机的钟差为未知参数，其 中di=c△ti ，(i=1 、2 、3 、4) ，di 分别为卫星ｉ到接收机之间的距离，△ti 分别 为卫星ｉ的信号到达接收机所经历的时间，xi 、yi 、zi 为卫星ｉ在t 时刻的空 间直角坐标，Vti 为卫星钟的钟差，c 为光速。 由以上四個方程即可解算出待測點的坐標x,y,z 和接受機胡鐘差Vto 这时候就有人说了，干嘛要四颗卫星呢，三颗不就够了吗？想想还蛮有道理的， 三个球面，交汇于一点，不就可以定出接收机所在的位置了吗？但是实际上， GPS 接收器在仅接收到三颗卫星的有效信号的情况下只能确定二维坐标即经度 和纬度，只有收到四颗或四颗以上的有效GPS 卫星信号时，才能完成包含高度 的3D 定位。这是为什么呢？ 原来，大家忽略了一件事情，那就是时间。先来看一颗卫星，它在一个规定 的时间发送一组信号到地面，比如说每天8 ：00 整开始发送一组信号，如果地面 接收机就在8 点零2 秒收到了这一组信号，那么就是说信号从卫星到接收机的距 离是电波花2 秒能够跑到的距离，由于这颗卫星的位置和电波的速度已知，那么 就可以肯定接收机就在以卫星为球心的一个球面上，那么再多测2 个卫星的距 离，就可以得到3 个空间球，3 个空间球的焦点只有2 个，那么逻辑排出一个不 在地球表面的，剩下的就是接收机的位置。这就是我们所想象的三颗卫星可以定 位的情形。但是，这只是假象的情况，卫星和接收机的距离如此之近，以至于卫 星和接收机的时钟必须完全同步和准确，否则距离偏差会很大。实际上，如果接 收机这端不配备一个銫原子钟的话，定出来的位置肯定差了个十万八千里。銫原 子钟的价格我也不太清楚，反正肯定是比你坐的汽车要贵了。所以，由于时间需 要校准，这就需要四颗卫星。可以从方程里看到，时间都不是绝对时间，都是以 卫星之间的钟差来计量的。