主题：【原创】探讨中国军队人员能否配备GPS系统兼谈中国的航天国防 -- 不爱吱声

先花谢，再问

其实我想问的是：

如何知道卫星的位置和预订轨道的误差？

似乎就是你这里提到的摄动参数。因为这时候卫星的精确位置尚不知道，根据卫星的GPS信号反推卫星位置应该需要有几个（3个？）和卫星严格同步的地面时钟来测量卫星信号的时间差。但是我知道卫星上的原子钟会根据卫星的位置速度做相对论修正，这个修正是需要卫星确切位置的，修正了以后才能谈得上卫星和地面原子钟的精确同步。所以我很好奇这个校正是怎么完成的，是否是用迭代的办法让误差收敛到0？或者卫星时钟的修正其实不需要特别精确的卫星位置？

我现在没有时间了，再不走赶不上班车了，晚上回家吃完饭再跟你聊。

再花！

我把us记成纳秒了,把ms记成微秒了,呵呵,我的本意就是10e-6*c.已经改过来了.

比如通过手机的gprs, cdma网络让远程终端可以实时跟踪GPS接收机的方位，已经有现成的应用方案了，比如这里有一个玩家的应用:对远端车辆的实时跟踪（btw, 这个网站有不少好东东可下载哈～ ），估计一些行业应用如车辆的跟踪调度也是大同小异吧。

如果是失踪人员的搜索，失踪人员可把gps接收机接收到的定位数据通过随身电台再发送出去好了（如有保密要求，那就再对数据链进行加密）。

　　俺听过。

　　当年是禁止收听“敌台”的，当时就有传说收听敌台会被安全机关侦听到。不过俺是不信滴。

　　严格说起来，侦听收音机还是有可能的。现在收音机基本上用超外差的，这种调幅收音机把选中的频率变换成455kHz（以前是465）的中频放大后再整流成音频。这455k中频己经接近中波的低端（540k），是会发射的，其中就带有选中频率的信息。当然中频发射的电波非常微弱，要侦听也只能在很近的地方。

　　如果是调频收音机，中频好象是10M，这就更容易发射了。

中间有一段就是说的这个

　　人是会沉下去的，即使浮在水面也还有海流、风造成偏离原来的定位。

我考虑了好久，觉得应该采取一种通俗易懂的方式，还真不太容易。

分两步讲。

第一步是卫星的轨道。这个轨道的基本性质是受开普勒定律决定（还记得开普勒三定律的同学请举手），所以决定了这个轨道是个椭圆。于是要精确描述这个椭圆，需要知道长半轴，和短半轴（或离心律）。同时要知道这个椭圆面和赤道面的交角，反正是一堆参量（我记得是五，六个量），每个卫星都会在自己的导航电文里广播这些参量。知道了这些参量就能把卫星的位置固定在一个椭圆上。卫星是运动的， 跑完一圈历时11小时58分钟，所以一天24小时基本上刚刚好跑完两圈，知道这个性质你就可以知道今天和明天同一时刻，如果你呆在地球上同一个地点， 那么接收的卫星分布基本是一样的。

所以轨道已定， 下一步就要知道的就是时间。某一时刻的gps时间就决定了卫星当前在椭圆的哪一点，也就是卫星的精确位置。时间可是一个看似容易，其实棘手的量。

GPS卫星上的原子钟可以提供精确度高达10e-12-10e-13的时钟，可是再准的时钟也是相对的，还是存在钟偏和钟漂。钟偏是时钟测量值和标称值之间的差别，比如一个1MHz的晶振，测量值可能是999999Hz,那么这个钟偏就是1Hz；如果这个偏差一直是1Hz,那就好办了，做个补偿就解决了，可是问题是这个偏差它不稳定，现在测量是1Hz,过十分钟再量可能就是1.2Hz了，衡量这个偏差稳定度的量就是钟漂。所以计算卫星信号的发射时间就必须有这些修正量。另一个大问题就是相对论效应了。

卫星运行速度大概是3.8km/s, 根据相对论效应，上面的时钟会比静止时钟快一些。定量计算大概是每天要快38.4us。记住1us的时钟差别可以带来300m的定位误差！所以如果不做处理的话，这个时间效应将是致命的。GPS的设计者们用一个很简单但很有效的方法来解决这问题：他们将卫星上的原子钟产生的10.23MHz的基准时钟调慢了一点，具体慢了多少呢？ 0.00455Hz。

如果卫星轨道是个标准的圆形，即离心率为0， 那么这个修正就已经解决问题了，可是现在的轨道是个离心率约是0.01-0.02的椭圆。于是在椭圆轨道不同的位置有不同的引力，同时卫星的速度也不同，相应的相对论修正也要不一样，这一点有公式可以算。这个修正根据卫星在不同的轨道位置可以高达45ns.

解决了时间估计以后，代入椭圆轨道参数就可以算卫星的精确位置了。

整个过程在一个专业的科技工作者来说，可以说是赏心悦目。说实话，我弄明白了整个过程以后，着实为整个系统的完美折服，觉得整个系统的设计者太了不起了。随着了解的逐渐深入，才明白这一切功劳其实不能全部归功于美国人。整个系统的科学累计至少从500年前就开始了，首先是蒂谷（Tycho Brahe）常年不懈的天文观察累计了大量的数据。然后就是名满江湖的开普勒（Johannes Kepler）总结出了开普勒三定律。值得一提的是，开普勒是蒂谷的助手。牛顿爵士的伟大功勋是利用牛二定律和万有引力定律从理论上证明了开普勒定律。真是牛人辈出的年代呀。这一系列完美的理论，这里特指对人造卫星利用以上原理计算精确位置， 最后的实验证实是由1957年上天的前苏联卫星Sputnik I 所完成。所以可以认为美国人最后捡了个便宜。

终于写完了，累死了。

• 有没有搞理论物理的大牛来讲一下相对论？

所以其实电磁泄漏还是很小地。而且算一算455kHz的电磁波，波长是400米左右，要高效的发射还不得拉个超长的天线？ 当然，10MHz的中频是容易发射一些，但还是要10到20米的天线吧。

一方面收音机这个“信号源”实在太弱，另一方面在当代条件下，广谱电磁干扰信号远强于收音机溢出的信号，一个小电机比如电动剃须刀就足矣使对收音机的定向侦听失灵。

太感谢了.

鲁兄,首先声明我非GPS专业人士,此举纯属弄斧

鲁兄你在楼下对CatOH的回答只涵盖了GPS卫星精确定位中的空间部分,这些都有公式可循,属于可被预测的(predictable)部分.但如果不可预测的因素导致卫星轨道出现偏差怎么办?

GPS系统还有地面控制部分.地面控制部分由五个观测站,一个中心控制站,三个地面天线组成.

五个观测站分别在夏威夷,关岛,南太平洋亚森欣岛,印度洋的迭戈加西亚岛,和克罗拉多,它们监视卫星的轨道并接收卫星广播信息并将这些信息报告给位于Schriever空军基地的中心控制站;中心控制站根据数据的汇总确定卫星的轨道是否有偏移,原子钟是否漂移.最后由位于关岛,亚森欣岛,迭戈加西亚岛的三个地面天线通过上行链路反馈给卫星.卫星相应的会调整它们广播的星历.

这样,接收机就能实时的收到新鲜的星历了.