早上开车出门时，它帮助我们定位导航；在城市的各条道路上，它帮助我们跟踪管理车辆；危险发生时，它帮助我们锁定接济位置......
只要打开 GPS，卫星定位系统就能够在几分钟之内确定位置，测定出行进的速率、所处位置的经纬度及海拔高度。
那么，你在享受卫星定位系统带来的便利时，是否想过，千里之外的卫星为什么能定位得这么精准？卫星定位系统究竟是怎么事情的？
本日我们就一起来理解一下卫星定位系统的事情事理。
卫星定位系统的组成想要弄清楚卫星定位系统的事情事理，我们不妨先理解一下卫星定位系统的组成构造。
卫星定位系统紧张由三部分组成：空间部分、掌握部分、用户设备部分。
空间部分，包括事情卫星和备用卫星。这些卫星在空中连续发送带有韶光和位置信息的无线电旗子暗记，供GPS吸收机吸收。
掌握部分，包括主控站、注入站和监控站。监测站连续吸收 GPS 卫星旗子暗记，不断积累数据；主控站根据监控站发来的数据进行系统运行管理与掌握，编写导航电文；注入站卫星发送导航电文，对卫星进行掌握管理。
用户部分，即 GPS 吸收机。紧张浸染是从 GPS 卫星收到旗子暗记并利用传来的信息打算用户的三维位置及时间。
美国GPS定位系统组成构造图
卫星定位系统的事理理解完卫星定位系统的组成构造后，我们创造用户的GPS吸收端（例如手机中内置的GPS芯片和天线）不向卫星发送任何信息，只是被动的吸收卫星数据。
卫星数据只能见告吸收端卫星的位置，那GPS系统究竟是如何通过卫星数据来确定用户位置的呢？
实在卫星定位系统的事理并不繁芜。卫星在向吸收端发送自己位置信息时，会附上信息发出的韶光，GPS 终端吸收到信息后，用当前韶光减去发送韶光，得到信息传播的韶光。用信息传播韶光乘信息传播的速率（光速），我们就能得出终端与卫星的间隔。
理论上来说，只要我们能得到用户终端与四个不共面卫星的间隔，就能在三维空间中确定用户终端所在的位置。
吸收端接管卫星旗子暗记来确定位置
实际运用中，手机等用户吸收端能吸收到多颗定位卫星发来的信息。大家如果有兴趣的话，可以在手机中安装类似“GPS雷达”这样的APP，查看一下自己的手机的GPS吸收端能吸收到哪几颗定位卫星的旗子暗记。
卫星定位系统的心脏——原子钟
理解到卫星定位系统的基本事理后，我们可以创造，在卫星定位系统中最核心的部分便是要准确丈量卫星旗子暗记的传播韶光。
失落之毫厘，谬以千里。任何一点细微的韶光偏差乘上光速，得到的间隔偏差都会被放大很多倍。在卫星导航系统中，1纳秒（十亿分之一秒）的韶光偏差将导致0.3米的间隔偏差。
为了尽可能地减小韶光偏差，在卫星定位系统中我们利用的是目前最精确的韶光丈量工具——原子钟。
原子会一直地发生振荡，振荡的频率是原子的固有频率，不会受温度和压力的影响改变。原子钟正是利用这一事理制成。
原子钟的精度非常高，数千万年才会差1秒。目前天下上可以供应精确定位的环球定位系统，即美国的 GPS 定位系统、俄罗斯的格洛纳斯定位系统、中国的北斗定位系统、欧盟的伽利略定位系统全部利用了原子钟来测定时间。将原子钟称为卫星定位系统的心脏一点也不夸年夜。
我国北斗导航卫星上所搭载的星载铷原子钟
定义一个位置，至少须要4颗卫星虽然原子钟能帮助我们减小韶光偏差，但受限于技能和本钱，我们不可能在每个用户吸收端都安装原子钟。实际上卫星上安装的是原子钟，而用户吸收端则是石英钟，石英钟的精度比起原子钟就差多了。
除此之外，根据爱因斯坦的广义相对论，物体的运动速率将导致其时间波折，详细表现在速率越快的物体，其时间变得越慢。广义相对论还认为，大质量物体会导致其周围的韶光和空间发生波折，详细表现在离大质量物体越近，韶光就变得越慢。
GPS卫星比较于地面上的人，间隔地球（大质量物体）更远，受到的地球引力略小，基本上GPS卫星上的时钟每天会比地球上时钟快38微秒，即每天将会增大11千米的偏差。
理解到这些知识后我们会创造，纵然是同一时候，吸收真个石英钟与卫星上的原子钟显示的韶光也是不相同的，这种偏差会对定位的准确性造成很大影响。
美国的GPS定位系统的24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，各个轨道面都被设定为特定的角度。这种布局的目的便是担保在环球任何地点、任何时候，每个吸收机至少可以吸收到4颗卫星的旗子暗记。
GPS定位系统的卫星布局
随着卫星定位技能的不断发展，它的运用领域也越来越宽广。在定位导航、磨难监测、工程培植、海洋开拓等各个方面都能大放异彩。
相信在未来，它会给我们带来更多惊喜。
