河北工程大学GPS最终版 - 图文

GPS测量为什么至少要4颗卫星才能定位？

一般是至少3颗。但进行伪距单点定位（绝对定位）时，由于每颗卫星的伪距测量观测值中都包含有接收机钟差这一误差，造成距离测量观测值很不准确，需要将接收机钟差作为一个未知数加入到伪距单点定位的计算中再加上坐标三个未知数，所以至少需要4个伪距观测值，即需要同时观测至少4颗GPS卫星。

三颗星可以确定站立点的二维平面空间坐标（经度、纬度），四颗星才能确定站立点的三维立体空间坐标（经度、纬度，加海拔）。

回复：从理论上来说，以地面点的三维坐标（N，E，H）为待定参数，确实只需要测出3颗卫星到地面点的距离就可以确定该点的三维坐标了。但是，卫地距离是通过信号的传播时间差Δt乘以信号的传播速度v而得到的。其中，信号的传播速度v接近于真空中的光速，量值非常大。因此，这就要求对时间差Δt进行非常准确的测定，如果稍有偏差，那么测得的卫地距离就会谬以千里。而时间差Δt是通过将卫星处测得的信号发射时间tS与接收机处测得的信号达到的时间tR求差得到的。其中，卫星上安置的原子钟，稳定度很高，我们认为这种钟的时间与GPS时吻合；接收机处的时钟是石英钟，稳定度一般，我们认为它的时钟时间与GPS时存在时间同步误差，并将这种误差作为一个待定参数。这样，对于每个地面点实际上需要求解就有4个待定参数，因此至少需要观测4颗卫星至地面点的卫地距离数据。