GPS工作原理详解：时空测定与距离计算

本文档主要探讨了GPS（全球定位系统）的工作原理以及相关的基础知识。首先，它介绍了通过测量卫星信号传播时间来实现距离测定的基本思路，这是GPS定位技术的核心。GPS定位依赖于对信号从卫星到接收器的精确时间测量，这个过程涉及到了原子时秒长的标准，以1980年1月6日0时的GPS时作为起点，特点是连续计时且无跳秒。 文档深入讲解了大地坐标和WGS-84坐标系的概念，WGS-84是GPS系统内部使用的坐标参照系统，卫星广播星历也是基于这个系统。大地坐标包括大地纬度（B）、大地经度（L）和大地高/椭球高（H），这些是确定地球表面位置的基础。 接着，文章讨论了地图投影的重要性，因为地球并非完美的球体，无法直接在平面上完全无变形地表示，地图投影是用来将球面坐标转换为平面坐标的过程，投影函数是这一过程的关键。文章列举了地图投影的不同类型，这在理解和解读GPS定位结果时至关重要。 随后，文档详细解释了GPS时，包括秒长定义、起点（1980年1月6日0时）以及计时方法，如GPS周数和周内秒数的组合，每周从周日零时开始计算。 最后，文章进入了核心部分，即GPS系统的组成和定位原理。GPS定位的基本原理是通过距离交会法，利用接收到的卫星信号来计算接收器的位置。这部分介绍了GPS坐标系统（WGS-84）和时间系统（GPST），包括它们的时间基准和计时方法。 本篇文档涵盖了GPS工作原理的多个关键要素，从信号传播时间的测量、坐标系统的理解，到地图投影和时间系统的详细介绍，为读者提供了全面而深入的GPS知识背景。