如何使用GPS定位系統來尋找目標的位置

圍繞著地球運行的是一些全球定位系統（GPS）衛星，可以幫助確定我們在地球上的位置。GPS定位背后的概念非常簡單，但其應用和實現需要驚人的精度。GPS定位的工作原理是基于兩個基本的數學概念。第一個概念叫做三分法，從字面意思來看，就是從三個距離定位。第二個概念是行進距離、行進速率（速度）和行進時間之間的關系。

距離=速率×時間

第一個概念，三分法，是這個活動的重點。它的中心是通過知道GPS衛星在地球上的位置，以及從這些衛星到我們在地球上的位置的距離，找到我們在地球上的位置。但是，我們沒有辦法真正地拿著尺子、卷尺等，去測量從我們的位置到衛星的距離。那么，如果我們不能實際測量距離，怎么能用三分法呢？答案就在于第二個概念，把距離、速率和時間聯系起來。訣竅就在于GPS衛星一直在發送無線電信號。

在GPS定位中，速率是指無線電信號的傳播速度，等于光速（299,792,458米/秒）。時間是由信號從GPS衛星到地球上的GPS定位器所需的時間決定的。有了已知的速率和已知的時間，我們就可以求出衛星和接收器之間的距離。一旦我們掌握了至少3顆衛星的距離，我們就可以確定在地球表面的三維位置。

當然，GPS定位并不是那么簡單。為了知道從衛星到接收器的距離，我們需要知道衛星發出信號時的確切位置。這些位置信息包含在衛星發出的信號中。另外，這個速率并不完全是光速（雖然真的很接近），因為有很多東西會造成延遲，比如說大氣條件。還有多路徑的問題，如GPS定位信號從地面或建筑物上反彈，精度的誤差：如定位衛星在天空中的分布真的很差和其他潛在的誤差來源。但在大多數情況下，它真的就是這么簡單。