面试题：GPS定位一个点，至少需要几个卫星？

题目描述

GPS全球卫星定位系统，定位地球上的一个点，至少需要几个卫星？为什么？

GPS系统组成

1. 空间部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。
2. 地面支持系统：1个主控站，3个注入站，5个监测站。
3. 用户设备部分：接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。

GPS定位原理

(x1−x)2+(y1−y)2+(z1−z)2−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√+c(vt1−vt0)=c△t1

(x2−x)2+(y2−y)2+(z2−z)2−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√+c(vt2−vt0)=c△t2

(x3−x)2+(y3−y)2+(z3−z)2−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√+c(vt3−vt0)=c△t3

(x4−x)2+(y4−y)2+(z4−z)2−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−√+c(vt4−vt0)=c△t4

变量	意义
(xi,yi,zi)	卫星i在t时刻的空间直角坐标
vti	时钟差

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。

GPS定位精度

1. 基站精度为平均200米左右，视运营商基站覆盖范围而定。
2. WIFI精度为20米左右。GPS精度最高，为10米左右（取决于芯片）。
3. 在户外，先开启GPS再进行定位，结果较准。但GPS比较费电，且在室内不可用。

答案

4个卫星，因为除了坐标系3个变量，还需要同步时间（计算时间差）。

参考链接

1. 百度地图SDK
2. 求GPS全球卫星定位导航系统原理？