卫星导航原理是什么(北斗卫星导航原理)

很快我们就能从星历图上看到第55颗北斗导航卫星，其有效载荷已经成功开启。这是北斗三号全球卫星导航系统的最后一颗组网卫星，也是第三颗静止轨道卫星。通过遥测数据判读，星载参考频率合成器、原子钟、导航任务处理单元、星间链路等载荷设备均工作正常，地面接收信号正常。

这意味着我们的北斗导航系统& # 34；大结局& # 34；正式完成，并开始向全球提供定位服务。那么卫星导航系统的原理是什么呢？拿纸笔，一起看这个西瓜视频。

小明想通过卫星知道自己的位置怎么办？他只需要知道卫星在天空中的位置，以及距离每颗卫星有多远。如何实现这一点？

两点定位，排除法定位

比如小明距离第一颗卫星1000公里，那么他可能的位置就是在这样一个以这颗卫星为圆心，半径为1000公里的球面上。如果你知道它距离第二颗卫星1500公里，那么他在一个以第二颗卫星为圆心，半径为1500公里的球面上，而这两个球面的交点就是小明可能所在的位置。看图理解。

空想象力好的朋友已经想到了。这个相交是什么形状？没错，就是一个圆，而这个圆会与地球表面相交于两点，那么这两点中的一点就会是小明所在的位置。实际上，北斗一号系统就是这样工作的。它只用两颗卫星，结合地球半径，就能完成定位。

有朋友问，你刚才说是两点。小明是哪一点？其实当时北斗一号系统只能在中国用，另一个点在南半球，所以看这两个点肯定是不对的，一个在北半球，一个在南半球。

这种方法肯定是不准确的，因为地球的半径和其他任何地方都不一样。另一方面，如果要引导飞机，飞机的高度也是不确定的。你该怎么办？

三点定位，更加精准

好，再加一颗卫星，这样就变成了以三颗卫星为球心，以到三颗卫星的距离为半径的三个球体。这三个球体会相交于两点，但其中一个会高于三颗卫星。这一点肯定是错的，剩下的点才是真正的仓位。

如何测量自己与卫星之间的距离？就用无线电信号。导航卫星会不断发出信号，信号记录了它发出的时间。

"举个例子，如果我在8:00:01收到一条消息，消息上说是8:00:00发射的，可以说明信号已经发射了一秒，而无线电信号是以光速发射的，是一个固定值，那么我们就可以算出卫星和我们的距离是3×10的8次方米。可见卫星上的手表越稳定，距离就越会算。所以，卫星上的手表不可能是普通的手表。一般使用原子钟，利用原子的特殊共振频率进行计时。这个频率很稳定，一秒钟要2000多万年。北斗导航系统使用的时钟都是自主研发的。"西瓜视频创作者& # 34；苟生先生& # 34；如果是的话。

精准授时，计算速度

然而，另一个问题出现了。卫星上的钟是原子钟。有必要在手机等地面接收机中安装原子钟吗？那么手机上的GPS模块里有原子钟吗？如果不是，是不是我收到信号的时间不准确，位置也不准确？

没关系。既然你们都来了，我们来做个等式吧。你收到信号的时间，既然不准确，我们可以把它看成一个未知量，我们设它为T(未知)；然后第一颗卫星告诉我，它发出信号的时间是t1(已知量)，那么我们到这颗卫星的距离就是:(t-t1)*光速。假设我们现在的坐标是:(x，y，z)都是未知数。

第一卫星的坐标x1、y1、z1是已知量。根据中学立体几何知识，可以列出以下方程。

左边是时差计算的距离，右边是坐标计算的距离。这两个距离相等，有四个未知量:X，Y，Z，t，所以只要四颗卫星列出四个相同的公式，我不仅可以算出自己的位置，还可以算出收到信号的时间，可以定位和设置手表，也就是我们常说的授时功能。

所以北斗系统是一个不断发出一个时间信号，然后地面的设备不断解方程的系统。

星基增强，精密定点

文章开头提到的第55颗卫星，由中国航天科技集团公司所属的中国空技术研究院研制，它就是北斗三号系统& # 34；关闭& # 34；卫星也是北斗全球卫星导航系统的关键卫星，提供定位导航授时、短报文通信、星基增强、精确单点定位等服务。该卫星于6月23日在西昌卫星发射中心成功发射。经过5次变轨和3次定点捕获，成功固定到东经110.5°的工作轨道位置。

文章部分素材来自西瓜视频创作者& # 34；苟生先生& # 34；：

北斗导航系统组网后投入运行。卫星定位的基本原理是什么？

文章有点& # 34；硬& # 34；，了解更多，在西瓜视频搜索:& # 34；苟生先生& # 34；。