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附 錄 C 基 本 原 理 介 紹
C.1 定 位 原 理 簡 介
全 球 衛 星 定 位 系 統 (Global Positioning System,GPS) 是 由 美 國 政 府 所 發 展 , 整 個 系 統 約
分 成 下 列 三 個 部 份 :
1. 太 空 衛 星 部 份 : 由 24 顆 繞 極 衛 星 所 組 成 , 分 成 六 個 軌 道 , 運 行 於 約 20200 公 里 的 高
空 , 繞 行 地 球 一 周 約 12 小 時 。 每 個 衛 星 均 持 續 著 發 射 載 有 衛 星 軌 道 資 料
及 時 間 的 無 線 電 波 , 提 供 地 球 上 的 各 種 接 收 機 來 應 用 。
2. 地 面 管 制 部 份 : 這 是 為 了 追 蹤 及 控 制 上 述 衛 星 運 轉 , 所 設 置 的 地 面 管 制 站 , 主 要 工 作 為
負 責 修 正 與 維 護 每 個 衛 星 能 保 持 正 常 運 轉 的 各 項 參 數 資 料 , 以 確 保 每 個 衛
星 都 能 提 供 正 確 的 訊 息 給 使 用 者 接 收 機 來 接 收 。
3. 使 用 者 接 收 機 : 追 蹤 所 有 的 GPS 衛 星 , 並 即 時 地 計 算 出 接 收 機 所 在 位 置 的 座 標 、 移 動 速
度 及 時 間 ,GARMIN GPS 即 屬 於 此 部 份 。
我 們 一 般 民 間 所 能 擁 有 及 應 用 的 , 就 是 第 三 部 份 。 計 算 原 理 為 : 每 個 太 空 衛 星 在 運 行 時 ,
任 一 時 刻 都 有 一 個 座 標 值 來 代 表 其 位 置 所 在 ( 已 知 值 ), 接 收 機 所 在 的 位 置 座 標 為 未 知 值 , 而
太 空 衛 星 的 訊 息 在 傳 送 過 程 中 , 所 需 耗 費 的 時 間 , 可 經 由 比 對 衛 星 時 鐘 與 接 收 機 內 的 時 鐘 計 算
之 , 將 此 時 間 差 值 乘 以 電 波 傳 送 速 度 ( 一 般 定 為 光 速 ), 就 可 計 算 出 太 空 衛 星 與 使 用 者 接 收 機
間 的 距 離 , 如 此 就 可 依 三 角 向 量 關 係 來 列 出 一 個 相 關 的 方 程 式 。 一 般 我 們 使 用 的 接 收 機 就 是 依
上 述 原 理 來 計 算 出 所 在 位 置 的 座 標 資 料 , 每 接 收 到 一 顆 衛 星 就 可 列 出 一 個 相 關 的 方 程 式 , 因 此
在 至 少 收 到 三 衛 星 後 , 即 可 計 算 出 平 面 座 標 ( 經 緯 度 ) 值 , 收 到 四 顆 則 加 上 高 程 值 , 五 顆 以 上
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