GPS是一种被动式导航系统,其使用接收机天线接收来自卫星的导航定位信号,从而测量用户天线与卫星之间的距离或距离差。GPS接收机通过将接收到的信号与本地振荡器产生的信号进行相位比较,从而得到相位差。这种测距方式称为主动测距,它利用发送和接收测距信号在同一个地方的原理。
在主动测距中,GPS接收机需要重建载波和接收机内由振荡器产生的本振信号,并通过相位计比较相位差来测量距离。这种测距方式位于同一个地方的原理称为主动定位。利用主动定位原理,GPS可以测量用户天线的三维位置。此外,伪随机码测距技术也是基于这一思想的体现。现代测距实际上是使用无线电信号测量其传播时间来推算距离。
往返传播测距,也称为主动测距,要求与用户均具备收发能力。GPS实时差分定位的原理是在已有的地心坐标点上安放GPS接收机(称为基准站),利用已知的地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值,并通过无线电通信设备将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动站)。地面监控系统还能通过注入站向发布各种指令,调整的轨道及时钟读数,修复故障或启用备用件等。
在深空通信场合,利用伪随机编码信号可以实现低信噪比接收,大大改善了通信的可靠性,且可实现码分多址通信。此外,利用伪随机编码信号可以实现的保密通信。这些特点正符合GPS系统的技术要求。
