GPS工作原理与坐标系统解析

该资源主要讨论了载波在GPS工作原理中的作用以及GPS系统的基础知识，包括大地坐标系统、WGS-84、地图投影、GPS时间系统和GPS定位的基本原理。 1. 载波的作用和类型 GPS系统使用载波来传输信息，这些载波主要有L1、L2和现代化后的L5三种类型。载波的主要作用包括： - 搭载其它调制信号：GPS卫星发射的信号是通过载波调制的，载波上附加了编码和伪随机码，用于传递卫星的位置、时间和其他信息。 - 测距：通过测量接收到的载波信号与本地产生的同频载波之间的相位差，可以计算出从卫星到接收机的距离，即伪距。 - 测定多普勒频移：由于接收机和卫星之间的相对运动，载波的频率会受到多普勒效应的影响，据此可确定卫星的运动方向和速度。 2. GPS工作原理 GPS定位基于距离交会原理，通过接收至少四颗卫星的信号，计算出接收机在地球上的三维位置。GPS坐标系统采用的是WGS-84，这是一个全球统一的大地坐标系统。 3. 大地坐标与WGS-84 大地坐标系统基于参考椭球建立，包含大地纬度、大地经度和大地高度。WGS-84是1984年定义的世界大地坐标系统，是GPS系统使用的标准坐标参照系，所有GPS卫星都发送基于WGS-84的广播星历。 4. 地图投影 地图投影是将地球表面的地理信息转化为平面的过程，它涉及到将球面坐标（经度和纬度）转换为平面坐标。由于地球是曲面，因此投影会产生各种变形，如角度、长度和形状的变形。地图投影有许多类型，每种都有其特定的应用场景和变形特性。 5. GPS时间 GPS时间（GPST）是基于原子时的连续计时系统，始于1980年1月6日，不进行闰秒调整。GPST由GPS周数和周内秒数表示，每周从周日零时开始计算。 这个资源涵盖了GPS系统的核心组成部分，从载波的作用到定位原理，再到时间系统和坐标框架，为理解GPS导航技术提供了全面的基础知识。