Prinsip dasar darisistem navigasi GPSadalah mengukur jarak antara satelit dengan posisi yang diketahui dan penerima pengguna, dan kemudian mengintegrasikan data beberapa satelit untuk mengetahui posisi spesifik penerima. Untuk mencapai hal ini, posisi satelit dapat ditemukan di ephemeris satelit sesuai dengan waktu yang dicatat oleh jam di dalam pesawat. Jarak pengguna ke satelit diperoleh dengan mencatat waktu perjalanan sinyal satelit ke pengguna, kemudian dikalikan dengan kecepatan cahaya (akibat gangguan ionosfer di atmosfer, jarak tersebut tidak sebenarnya. jarak antara pengguna dan satelit, tetapi Pseudo-range (PR): Ketika satelit GPS bekerja normal, mereka akan terus mengirimkan pesan navigasi dengan kode pseudo-acak (disebut sebagai kode pseudo) yang terdiri dari simbol biner 1 dan 0 Ada dua jenis kode semu yang digunakan oleh sistem GPS, yaitu: kode C/A Sipil dan kode P(Y) militer. Frekuensi kode C/A adalah 1,023MHz, periode pengulangannya adalah satu milidetik, dan interval kodenya adalah 1 mikrodetik. , yang setara dengan 300m; frekuensi kode P adalah 10,23MHz, dan periode pengulangan adalah 266,4 hari. Intervalnya adalah 0,1 mikrodetik, yang setara dengan 30m. Kode Y dibentuk berdasarkan kode P, dan kinerja keamanan lebih baik. Pesan navigasi mencakup ephemeris satelit, kondisi kerja, koreksi jam, koreksi penundaan ionosfer, koreksi refraksi atmosfer, dll. Ini didemodulasi dari sinyal satelit dan ditransmisikan pada frekuensi pembawa dengan modulasi 50b/s. Setiap frame utama pesan navigasi berisi 5 subframe dengan panjang frame 6s. Tiga frame pertama masing-masing memiliki 10 kata; masing-masing Ini berulang setiap 30 detik dan diperbarui setiap jam. Dua frame terakhir memiliki total 15000b. Isi pesan navigasi terutama mencakup kode telemetri, kode konversi, dan blok data pertama, kedua, dan ketiga, yang terpenting adalah data ephemeris. Saat pengguna menerima pesan navigasi, ekstrak waktu satelit dan bandingkan dengan jamnya sendiri untuk mengetahui jarak antara satelit dan pengguna, lalu gunakan data ephemeris satelit dalam pesan navigasi untuk menghitung posisi satelit saat transmisi pesannya. Posisi dan kecepatan pengguna pada sistem koordinat geodetik WGS-84 dapat diketahui.
Terlihat peran bagian satelitsistem navigasi GPSadalah untuk terus mengirimkan pesan navigasi. Namun, karena jam yang digunakan oleh penerima pengguna dan jam terpasang satelit tidak selalu dapat disinkronkan, selain koordinat tiga dimensi pengguna x, y, dan z, a Δt, perbedaan waktu antara satelit dan penerima , juga diperkenalkan sebagai nomor tak dikenal. Kemudian gunakan 4 persamaan untuk menyelesaikan 4 hal yang tidak diketahui ini. Jadi jika Anda ingin mengetahui di mana letak receivernya, Anda harus bisa menerima minimal 4 sinyal satelit.
ItuPenerima GPSdapat menerima informasi waktu yang akurat hingga tingkat nanodetik yang dapat digunakan untuk menentukan waktu; perkiraan ephemeris untuk meramalkan perkiraan posisi satelit dalam beberapa bulan ke depan; siaran ephemeris untuk menghitung koordinat satelit yang diperlukan untuk penentuan posisi, dengan akurasi beberapa meter hingga puluhan meter (berbeda dari satelit, berubah sewaktu-waktu); Dansistem GPSinformasi, seperti status satelit.
ItuPenerima GPSdapat mengukur kode untuk mendapatkan jarak dari satelit ke penerima. Karena mengandung kesalahan jam satelit penerima dan kesalahan propagasi atmosfer, maka disebut pseudorange. Pseudorange yang diukur untuk kode 0A disebut pseudorange kode UA, dan akurasinya sekitar 20 meter. Pseudorange yang diukur untuk kode P disebut pseudorange kode P, dan akurasinya sekitar 2 meter.
ItuPenerima GPSmenerjemahkan sinyal satelit yang diterima atau menggunakan teknik lain untuk menghapus informasi yang dimodulasi pada pembawa, dan kemudian pembawa dapat dipulihkan. Sebenarnya, fase pembawa harus disebut fase frekuensi denyut pembawa, yang merupakan perbedaan antara fase pembawa sinyal satelit yang diterima yang dipengaruhi oleh pergeseran Doppler dan fase sinyal yang dihasilkan oleh osilasi lokal penerima. Umumnya diukur pada waktu waktu yang ditentukan oleh jam penerima dan pelacakan sinyal satelit, nilai perubahan fasa dapat dicatat, tetapi nilai awal fasa penerima dan osilator satelit pada awal pengamatan tidak diketahui. Bilangan bulat fase dari zaman awal juga tidak diketahui, artinya ambiguitas sepanjang minggu hanya dapat diselesaikan sebagai parameter dalam pemrosesan data. Keakuratan nilai pengamatan fase setinggi milimeter, tetapi premisnya adalah untuk mengatasi ambiguitas seluruh keliling. Oleh karena itu, nilai observasi fase hanya dapat digunakan bila terdapat observasi relatif dan nilai observasi kontinu, dan akurasi posisi yang lebih baik dari level meter hanya observasi Fase yang dapat digunakan.
Menurut metode penentuan posisi, penentuan posisi GPS dibagi menjadi penentuan posisi titik tunggal dan penentuan posisi relatif (pemosisian diferensial). Penentuan posisi titik tunggal merupakan suatu cara untuk menentukan posisi penerima berdasarkan data observasi penerima. Ia hanya dapat menggunakan pengamatan pseudorange dan dapat digunakan untuk navigasi kasar dan penentuan posisi kendaraan dan kapal. Penentuan posisi relatif (differential positioning) adalah suatu metode untuk menentukan posisi relatif antar titik pengamatan berdasarkan data pengamatan lebih dari dua orang penerima. Ini dapat menggunakan observasi pseudorange atau observasi fase. Pengukuran geodetik atau teknik harus digunakan. Gunakan observasi fase untuk penentuan posisi relatif.
Pengamatan GPStermasuk perbedaan jam satelit dan penerima, penundaan propagasi atmosfer, efek multi-jalur, dan kesalahan lainnya. Mereka juga dipengaruhi oleh kesalahan ephemeris siaran satelit selama penghitungan posisi. Kesalahan paling umum disebabkan oleh penentuan posisi relatif. Pembatalan atau pelemahan, sehingga akurasi posisi akan sangat meningkat. Penerima frekuensi ganda dapat menghilangkan sebagian besar kesalahan ionosfer di atmosfer berdasarkan pengamatan kedua frekuensi tersebut. ), penerima frekuensi ganda harus digunakan.
