GPS 定位原理和方法
1? 定位原理
GPS 采用交互定位的原理。已知几个点的距离，则可求出求未知所处的位置。对 GPS 而言，已知点是空间的卫星，未知点是地面某一移动目标。
卫星的距离由卫星信号传播时间来测定，将传播时间乘上光速可求出距离。
R=vt
其中，无线信号传输速度为 v=3X10 8 m/s, 卫星信号传到地面时间为 t （卫星信号传送到地面大约需要 0.06s ）。
最基本的问题是要求卫星和用户接收机都配备精确的时钟。但一般为降低成本，用户接收机都用石英钟。卫星上则采用原子钟——用金属元素制作的金色钟（耗资达 100 万美元）。
由于光速很快，要求卫星和接收机相互间同步精度达到纳秒级（ 10- 6 秒），由于接收机使用石英钟，因此测量时会产生较大的误差，不过该意味着在通过计算机后可被忽略。同时，因为每颗卫星之间的时钟同步性十分精确，只要同时跟踪 4 颗 GPS 可见卫星后训能解算出经度、纬度、高度及接收机钟差。这是典型的由 4 个方程求解 4 个未知数的数学运算。
一个 GPS 接收机必须同是接收 4 颗卫星才能进行三维定位。对于实时厘米级定位精度，则要求同时接收 5 颗以上的卫星。在理想情况下，因为 GPS 系统有 24 颗卫星环绕地球运动，通常在水平角 10 度以上都能观测到 7 颗卫星。但如果附近有山、建筑物或其他遮挡物，则所能观测到的卫星会更少，这样接收机就很难定位，故有些应用还要与惯性导航技术相结合。
2? 定位方法
GPS 定位的方法是多种多样的，用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。 GPS 定位方法可依据不同的分类标准，做如下划分。
(1)? 观测值定位
在 GPS 定位中，经常采用下列观测值中的一种进行数据处理，以确定也待定点之间的基线向量。
? L1 载波相位观测值
? L2 载波相位观测值（半波或全波）
? 调制在 L1 上的 C/A 码伪距
? 调制在 L1 上的 P 码伪距
? 调制在 L1 上的 P 码伪距
? L1 上的多普勒频移
? L2 上的多普勒频移
实际上，在进行 GPS 定位时，除了大量使用上面的观测值进行数据处理以外，还经常使用一些特殊观测值，如宽巷观测值（ Wide-Lane ）、窄巷观测值（ Narrow-Lane ）、消除电离层延迟的观测值 (Ion-Free) 来进行数据处理。这些特殊观测值是由前面的观测值通过某些组合形成的。
(2) 伪距定位
伪距定位所采用的观测值为 GPS 伪距观测值，所采用的伪距观测值既可以是 C/A 码伪距，也可以是 P 码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位；其缺点是观测值精度低， C/A 码伪距观测值的精度一般为 3m ，而 P 码伪距观测值的精度一般在 30m 左右，从而导致定位精度低。另外，若采用精度较高的 P 码伪码观测值，还存在精度的问题。
(3) 载波相位定位
载波相位定位所采用的观测值为 GPS 的载波相位观测值，即 L1 ， L2 或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高，其缺点数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。
(4) 根据模式的定位
? 绝对定位
绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式。它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。
? 相对定位
相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。
（5）根据获取定位结果的时间定位
? 实时定位
实时定位是根据接收机观测到的数据，实时地解算出接收机天线所在的位置。
非实时定位
非实时定位又称后处理定位，它是通过对接收机接收到的数据进行处理后进行定位的方法。
（ 6）根据定位时接收机的运动状态定位
动态定位
所谓动态定位，就是在进行 GPS 定位时，认为接收机的天线在整个观测进程中的位置是变化的。也就是说，在数据处理时，将接收机天线的位置作为一个随时间的改变而改变的量。
动态定位又分为 Kinematic 和 Dynamic 两类。
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