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怎么知道他在哪里 定位（怎么知道他 定位）

提到衛(wèi)星導航系統(tǒng)，相信就算對此不了解的人也一定聽說過，三顆衛(wèi)星就能確定一個地面坐標的說法。那么這個說法是如何來的呢？

假設(shè)小明在戶外活動時候迷了路，于是他打電話報警讓警察接他回家，警察告訴他不用著急，會首先通過衛(wèi)星定位他的手機信號確定他的位置坐標信息，所謂位置坐標信息就是小明此時的（X,Y,Z）的信息。

定位原理如圖所示：

假設(shè)小明此時的位置坐標信息為（X,Y,Z），與小明進行信號通訊的三顆衛(wèi)星編號分別為衛(wèi)星1號，衛(wèi)星2號和衛(wèi)星3號。這三顆衛(wèi)星坐標與小明手機發(fā)射的信號抵達三顆衛(wèi)星的時間分別如上圖所示，則顯然有如下方程成立：

解這個三元三次方程組之后，很快就能知道小明的坐標信息。小明很開心，坐等救援隊的到來，結(jié)果一天一夜過去了，救援隊并沒有人來，小明趕緊打電話問為什么還沒到？救援隊接電話的人氣喘吁吁的說，不對啊老弟，按照給定的位置信號找不到你啊，你是不是亂跑了啊，小明說哪能呢，我一動沒敢動啊。

那么到底是哪出了問題呢？小明仔細的研究這個方程組，最后發(fā)現(xiàn)，最有可能出問題的地方就是衛(wèi)星接收到信號的時間。意思就是接收小明信號的三個衛(wèi)星可能初始時間并不統(tǒng)一，這樣造成的后果就是，衛(wèi)星1以為自己接收到小明信號的時間是5s，實際上可能是2s，衛(wèi)星2以為自己接收到小明信號的時間可能是1s，實際可能是9s，衛(wèi)星3以為自己接收到小明信號的時間是4s，實際可能是5s。這種情況是由時鐘誤差造成，這里不展開，本文僅講述如何在算法上消除這種誤差，很簡單，將上述方程的時間作調(diào)整，得到新的方程如下：

想法很性感，現(xiàn)實很骨感，因為小明很沮喪的發(fā)現(xiàn)，這些衛(wèi)星并不知道自己的時間包含多少誤差量，于是小明靈機一動，既然三顆衛(wèi)星互相之間各種推諉，那就委托第三方來處理，于是小明又找到了第四顆衛(wèi)星，以這一顆衛(wèi)星作為標準衛(wèi)星，假設(shè)該標準衛(wèi)星的位置信息為

該方程組包含4個未知數(shù)，四個方程，因此可解。

RTK的定位原理

到了這里，小明就能很快得救了嗎？如果真的這樣想就大錯特錯了。因為信號在通過電離層、對流層等區(qū)域的時候，會很曲折，這時候又會產(chǎn)生新的傳輸誤差。

你看，本來走直線的信號在經(jīng)過大氣層的時候開始拐彎了，當然了，具體怎么拐的彎我們并不知道，但是誤差卻產(chǎn)生了。怎么辦呢？

小明突然想到在附近貌似有個信號塔，這個信號塔的位置是確定的，而小明通過手機定位這個信號塔，也能夠確定自己和信號塔之間的距離?，F(xiàn)在小明和信號塔同時給衛(wèi)星發(fā)射信號進行定位，結(jié)果信號塔的定位結(jié)果和實際結(jié)果之間存在誤差，**由于信號塔本身位置是確定的，因此衛(wèi)星和信號塔之間的距離傳輸誤差很容易被確定，然后信號塔就會告訴小明這個誤差值，小明根據(jù)這個誤差值就可以修正自己的位置，然后告訴救援隊自己的真實位置了。**這種做法的好處是通過信號塔把所有從衛(wèi)星到地面標的物之間的誤差統(tǒng)一考慮了，但是這樣做的前提是信號塔和小明的距離不能太遠，這個信號塔其實就是RTK。

為什么RTK和標的物不能距離過遠，這是由于當距離較遠時，導航衛(wèi)星收到的電離層和對流層的干擾情況會變的不同，此時無法有效修正誤差。

后記

小明獲救后，救援隊為了防止再次出現(xiàn)類似事件，于是建立了許多參考基準站并組成了網(wǎng)絡(luò)。當再有救援活動出現(xiàn)時，可以根據(jù)目標的初始位置迅速鎖定目標周圍的三個距離最近的基站，然后根據(jù)三個基站的傳輸數(shù)據(jù)定位出帶救援人員的精確坐標。

總而言之，單純通過GPS做定位誤差會比較大，但是如果增加適當?shù)妮o助措施，則可以有效的減小這種誤差。關(guān)于導航系統(tǒng)的誤差來源，作者簡單整理如下圖所示：

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