GPS定位原理：距离交会与WGS-84坐标系

"本资料介绍了GPS定位的基本原理，包括大地坐标系统、WGS-84、地图投影、GPS时间和GPS定位的方法。" GPS定位技术是全球定位系统（Global Positioning System）的核心，它依赖于距离交会的原理来确定地球上任意一点的位置。GPS由一组分布在地球轨道上的卫星组成，这些卫星不断发送包含其精确位置和时间信息的信号。地面接收器接收到这些信号后，通过计算信号传播的时间，可以得出接收器与各个卫星之间的距离。 大地坐标系统是描述地球表面位置的一种方式，其中最常用的是WGS-84（World Geodetic System 1984），这是GPS系统内部采用的坐标参照系。WGS-84包括大地纬度（B）、大地经度（L）和大地高（H）。大地纬度和经度是基于参考椭球的球面坐标，而大地高则是相对于这个椭球的高度。 地图投影是将地球表面的球面坐标转换为平面坐标的数学过程，因为地球表面不能无失真地展现在二维平面上。地图投影有多种类型，每种都有其特定的变形特征和适用范围。投影函数f1和f2用于描述这种转换关系。 GPS时（GPST）是一种连续计时的系统，从1980年1月6日开始，不进行闰秒调整。它由GPS周数和周内秒数组成，周数是从1980年1月6日开始计算的，而周内秒数则从每个星期日的0时开始计数。 GPS定位的基本原理是距离交会，即接收器通过测量至少四颗卫星的信号到达时间，利用这些时间差计算出接收器的三维位置（经度、纬度和高度）。由于光速已知，所以信号传播时间乘以光速就得到卫星与接收器之间的距离。通过解算四个非线性方程（通常使用四边形法或最小二乘法），可以确定接收器在地球表面的精确位置。 GPS定位技术结合了大地坐标系统、时间同步、地图投影理论以及信号处理技术，使得我们能够在全球范围内实时获取准确的位置信息。这一技术广泛应用于导航、测绘、科学研究、交通管理等诸多领域。