24顆GPS衛(wèi)星在離地面1萬(wàn)2千公里的高空上,以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行,使得在任意時(shí)刻,在地面上的任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。
由于衛(wèi)星的位置精確可知,在GPS觀測(cè)中,我們可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,利用三維坐標(biāo)中的距離公式,利用3顆衛(wèi)星,就可以組成3個(gè)方程式,解出觀測(cè)點(diǎn)的位置(X,Y,Z)。考慮到衛(wèi)星的時(shí)鐘與接收機(jī)時(shí)鐘之間的誤差,實(shí)際上有4個(gè)未知數(shù),X、Y、Z和鐘差,因而需要引入第4顆衛(wèi)星,形成4個(gè)方程式進(jìn)行求解,從而得到觀測(cè)點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。
事實(shí)上,接收機(jī)往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星,這時(shí),接收機(jī)可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組,每組4顆,然后通過(guò)算法挑選出誤差最小的一組用作定位,從而提高精度。
由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差,大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響,以及人為的SA保護(hù)政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技術(shù),建立基準(zhǔn)站(差分臺(tái))進(jìn)行GPS觀測(cè),利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo),與觀測(cè)值進(jìn)行比較,從而得出一修正數(shù),并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后,與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較,消去大部分誤差,得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。
車(chē)用導(dǎo)航系統(tǒng)主要由導(dǎo)航主機(jī)和導(dǎo)航顯示終端兩部分構(gòu)成。內(nèi)置的GPS天線會(huì)接收到來(lái)自環(huán)繞地球的24顆GPS衛(wèi)星中的至少3顆所傳遞的數(shù)據(jù)信息,由此測(cè)定汽車(chē)當(dāng)前所處的位置。導(dǎo)航主機(jī)通過(guò)GPS衛(wèi)星信號(hào)確定的位置坐標(biāo)與電子地圖數(shù)據(jù)相匹配,便可確定汽 車(chē)在電子地圖中的準(zhǔn)確位置。
在此基礎(chǔ)上,將會(huì)實(shí)現(xiàn)行車(chē)導(dǎo)航、路線推薦、信息查詢(xún)、播放AV/TV等多種功能。駕駛者只須通過(guò)觀看顯示器上的畫(huà)面、收聽(tīng)語(yǔ)音提示,操縱手中的遙控器即可實(shí)現(xiàn)上述功能,從而輕松自如地駕車(chē)。