gps为什么需要4颗卫星定位，gps卫星数量多少

首先，截至2020年4月，美国已经发射了74颗GPS（全球定位导航系统）卫星，其中31颗正在运行，9颗处于储备状态，2颗正在测试，还有30颗，显然已经退役了。2 损失。整个系统至少需要24颗运行卫星，官方目标是33颗。

为什么全球定位导航系统能够为全球数十亿设备提供服务？这就是GPS系统设计的美妙之处：——颗卫星仅向一个方向发射信号；接收器只是被动地接收信号，类似于当前的广播系统，无需考虑容量。

什么是GPS? —— 能够提供全球定位和导航服务的系统全球定位和导航系统（也称为NAVSTAR GPS）是一种基于卫星的无线电导航系统。该系统由美国政府创建和维护，任何拥有GPS 接收器的人都可以免费使用，是提供地理定位和时间信号的全球导航卫星系统(GNSS) 的一部分。为用户提供3D定位、导航、授时功能。 GPS系统主要包括：

1）空间部分：GPS卫星；

2）控制部分：监控站及控制系统；

3）用户部分：GPS设备。

GPS不需要用户传输任何数据，并且独立于电话或互联网。 2000年，GPS定位精度约为5米。最新阶段的精度改进使用了L5 频段，该频段现已全面部署。 2018 年发布的使用L5 频段的GPS 接收器精度很高，精度可以达到30 厘米或11.8 英寸以内。

除了定位和导航之外，GPS还可以用于跟踪，例如标记动物以确定其领地。该技术还可用于遥感、测量和控制，包括帮助更好地定义一个国家的轮廓。

GPS 为谁服务？ —— 一种美国操作系统，为世界各地的军事、民用和商业用户提供定位功能。 GPS项目由美国国防部于1973年启动。第一个原型航天器于1978 年发射，有24 个完整的系统。虽然GPS 最初仅限于美国军方使用，但自1980 年以来已为世界各地的军事、民用和商业用户提供定位功能。随着GPS的发展，它将演变成Block IIIA系列，计划发射10颗卫星，最后一颗卫星计划于2023年第二季度发射。洛克希德·马丁公司的GPS III 卫星比目前在轨的最新GPS 卫星精确度高出三倍，抗干扰能力高出八倍，从而将航天器的使用寿命延长至15 年，延长了25%。 GPSIII的新L1C民用信号将是第一颗广播与其他国际全球导航卫星系统（例如伽利略）兼容的信号的GPS卫星，从而改善民用用户的连接性。 '

24颗GPS卫星每12小时绕地球一周，每颗卫星都会发送一个同步信号。由于卫星的移动方向不同，地面用户接收信号的时间略有不同。当至少四颗卫星接触时，接收器可以计算出用户的位置。

然而，GPS 由美国政府运营，美国政府通过拒绝向某些区域传输定位信号（正如印度军方在1999 年卡吉尔战争期间所经历的那样）选择性地限制对该系统的访问，或降低服务质量。

GPS 的工作原理—— 颗GPS 卫星根据时间和已知的卫星位置均匀分布在总共6 个轨道上。卫星和轨道的空间分布意味着几乎任何时间、几乎地球上的任何地方都可以同时观测到至少八颗卫星。 GPS卫星在大约20,000公里的高度上绕地球运行。 GPS 基于时间和已知的卫星位置。卫星携带高度稳定的原子钟，与地面时钟同步。每天对地面保持的时间偏差进行修正。同样，卫星位置也非常准确。每颗GPS 卫星都会持续传输包含当前时间及其位置数据的无线电信号。该信息可以使用称为GPS 接收器的特殊接收器来接收，该接收器可以检测并解码该信息。

由于无线电波的速度是恒定的并且与卫星的速度无关，因此卫星发射信号和接收器接收信号之间的时间延迟与卫星到接收器的距离成正比。根据从多个卫星接收到的数据，GPS 接收器可以确定接收器的准确位置以及与实时的偏差。然而，接收器至少需要4 颗卫星来计算4 个未知数

GPS 如何实现定位—— 操作基于“三边测量”的数学原理全球定位系统的操作/操作是基于“三边测量”的数学原理。 GPS 接收器从每个GPS 卫星获取信号。卫星发送信号的确切时间。 GPS 通过从接收时间减去信号发送时间来确定信号与每颗卫星的距离。当卫星发送信号时，GPS 接收器也知道其在天空中的确切位置。因此，GPS接收器可以通过考虑来自三颗卫星的GPS信号的传播时间和在天空中的精确位置来确定接收器的三个维度（东、北和高度）位置。为了计算GPS 信号的到达时间，GPS 接收器需要非常精确地了解时间。尽管GPS卫星配备有可以保持非常精确时间的原子钟，但在GPS接收器中包含原子钟是不切实际的。然而，如果GPS接收器使用来自第四颗卫星的信号，则可以解方程来确定原子钟的准确时间，而无需使用原子钟。

该位置是根据到卫星的距离测量来确定的。这四颗卫星用于确定接收器在地球上的位置。使用三颗卫星跟踪您的位置。第四颗卫星将用于确认每个航天器的目标位置。 GPS 接收器从卫星获取信息并使用三角测量来确定您的确切位置。如果您的GPS 接收器只能接收三颗卫星的信号，您仍然可以获得您的位置，但精度会降低。

第一颗卫星被放置在球体上的某个地方。第二颗卫星将其位置缩小到两个卫星球体相交所形成的圆上。第三颗卫星将选择减少到两个可能的点。最后，第四颗卫星计算时间和位置修正，并选择剩余两点之一作为接收器位置。

为什么GPS系统支持这么多设备？GPS卫星不是双向通信的。所有GPS 卫星所做的就是根据其机载原子钟传输时间和位置。 GPS 接收器监听多个GPS 卫星以接收传输并执行计算以确定您的位置。由于每颗卫星位于不同的位置，接收器在略有不同的时间接收到相同的原子钟信号。通过比较信号之间的差异，接收器可以确定其位置。

GPS 卫星仅在全球范围内进行传输，与无线电传输一样，可以接收GPS 卫星的设备数量没有限制。无论一颗卫星是被一个GPS 接收器还是十亿个GPS 接收器接收到，都没有什么区别。 ——颗卫星不断播报时间。 GPS 的通信模型类似于一组无线电台如何同时为数百万台设备（称为无线电台）提供服务。

就像调频广播电台一样。刚刚正在播出。您可能有1,000 名听众，也可能有2000 万听众。在FM 电台的范围内，许多听众可以自由收听。 FM收音机也不错！

其他国家的GPS导航系统？全球定位和导航系统在军事和民用应用中发挥着重要作用，因为GPS系统是美国主导并由美国政府控制的，但2000年比尔·克林顿总统宣布“兵役”批准暂停。 ”，一些国家已经开发或正在建立其他全球或区域卫星导航系统。

俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS）与GPS 并行开发，但其全球覆盖直到2000 年代中期才完成。

我国北斗导航卫星系统将于2018年进入全球服务，2020年全面部署。

此外，还有欧盟伽利略定位系统，在轨有14 颗卫星。

印度的NavIC 系统有七颗卫星在轨运行。

日本准天顶卫星系统(QZSS) 是一种基于GNSS 卫星的增强系统，旨在提高亚洲和大洋洲的GNSS 精度，计划于2023 年实现独立于GPS 的卫星导航。

最后提到的全球定位系统是一种卫星导航系统，可以在所有天气条件下向用户提供位置和时间信息。 GPS 还用于飞机、轮船和汽车的导航。该系统为世界各地的军事和民用用户提供关键功能，并广泛应用于民用、军事和商业应用。

然而，GPS 也有其缺点。

-GPS卫星信号比无线信号弱，因此在室内、水下、树下等地方无法正常工作。

· GPS 在城市环境中效果不佳，因为它不提供高精度定位。

我国也认识到卫星导航的重要性，研发了北斗系统，而昨天，5月13日，北斗卫星导航系统第45颗卫星近日正式入网，北斗卫星导航系统第三颗卫星被取代。一颗卫星。我们距离完成Hokuto-3 系统仅一步之遥。