GPS定位和测量原理主要涉及卫星信号的接收、计算和校正过程，以下是对这一原理的详细阐述：
一、GPS定位原理
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卫星信号发射：
- GPS系统由一定数量的卫星（通常为24颗，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星）组成，这些卫星以非常准确的时间间隔向地面发射无线电信号。
- 卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
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导航电文传输：
- 每个卫星独自将数据流调制成高频信号，并按逻辑分成不同的帧进行传输，每帧包含1500位数据，传输时间约为30秒。
- 导航电文用于计算卫星当前的位置和信号传输的时间，这是GPS接收机确定自身位置的关键信息。
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接收机接收与处理：
- GPS接收机通过其内置的接收天线接收卫星发射的信号。
- 接收机测量信号从卫星发射到接收的时间差，并基于光速将这个时间差转化为距离。
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位置计算：
- 接收机至少需要接收到来自四颗卫星的信号，才能通过三角定位的方法计算出自身的三维位置（经度、纬度和高度）。
- 这是因为每颗卫星都处于已知的轨道上，接收机通过计算与每颗卫星的距离，得到四个距离值，再通过空间距离后方交会的方法计算出准确的位置。
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校正与提高精度：
- 接收到的卫星信号可能会受到空气湿度、大气延迟、接收机钟差等因素的影响，导致测量结果不够准确。
- 为了提高定位精度，GPS测量还会使用一些校正方法，如差分GPS（DGPS）和载波相位测量等。
二、GPS测量原理
GPS测量原理与定位原理紧密相关，主要也是基于卫星信号的接收和计算。除了上述定位过程中涉及的步骤外，GPS测量还特别强调精度和准确性：
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高精度测量：
- 通过差分GPS技术，可以利用已知位置的参考站来修正接收机的定位误差，从而大大提高测量精度。
- 载波相位测量是另一种高精度测量方法，它利用卫星信号中的载波相位信息来进行定位，精度可以达到毫米级。
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实时动态测量：
- GPS接收机可以实时接收和处理卫星信号，实现动态测量。这对于需要实时跟踪和监测的应用场景（如车辆跟踪、交通管理等）尤为重要。