大多數(shù) GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))接收器有兩個(gè)部分：天線和處理單元或接收器。天線是接收衛(wèi)星信號(hào)的地方，而接收器則理解接收到的信息并將其轉(zhuǎn)化為我們理解的測量結(jié)果，例如緯度和經(jīng)度。在雙天線系統(tǒng)中，它們通常被稱為“主”和“輔助”天線。所示的 RT3000 裝置內(nèi)置有兩個(gè) GNSS 接收器。

　　盡管 GNSS 接收器完成了所有工作，但它們產(chǎn)生的實(shí)際測量結(jié)果與天線本身的位置有關(guān)。記住這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樘炀€電纜的長度意味著接收器有時(shí)可能與輸出位置測量相距相當(dāng)遠(yuǎn)。對于衛(wèi)星導(dǎo)航和日常 GPS 產(chǎn)品來說，這并不重要，因?yàn)樗鼈兊木群苌倌軌虺^幾米。

　　重要的是要認(rèn)識(shí)到，有關(guān)位置、速度和高度的計(jì)算與天線本身有關(guān)，而不是與接收器有關(guān)。要了解 GNSS 的工作原理，我們需要將 GNSS 分成幾個(gè)部分并稍微了解每個(gè)部分。由于 GPS 是人們最熟悉的系統(tǒng)，我們只看它，并將其分為三個(gè)部分：

　　空間部分

　　控制部分

　　用戶細(xì)分

　　空間部分

　　空間部分涉及軌道上的衛(wèi)星。2015 年，GPS 星座由中地球軌道上的 32 顆非對地靜止衛(wèi)星組成，但并非所有衛(wèi)星都處于活動(dòng)狀態(tài)。每顆衛(wèi)星每 11 小時(shí) 58 分 2 秒繞軌道運(yùn)行一次，平均高度為 20,200 公里(即軌道半徑為 26,571 公里)。

　　GPS衛(wèi)星星座被排列成六個(gè)等距的軌道平面，每個(gè)平面上不少于四顆衛(wèi)星。這種安排確保了幾乎任何時(shí)候、從地球上的任何一點(diǎn)都可以在地平線上方 15° 處看到至少四顆衛(wèi)星，盡管實(shí)際上通常有更多衛(wèi)星。

　　盡管衛(wèi)星的使用年限和設(shè)計(jì)各不相同，但其工作原理保持不變。每個(gè)時(shí)鐘包含四個(gè)基頻為 10.23 MHz 的高精度時(shí)鐘，它們不斷地在 L 波段傳輸兩個(gè)以光速傳回地球的載波。這些載波被稱為L1和L2。

　　L1 載波的頻率為 1575.42 MHz (10.23 MHz × 154 = 1575.42 MHz)。

　　L2 載波的頻率為 1227.60 MHz (10.23 MHz × 120 = 1227.60 MHz)。

　　載波很重要，因?yàn)樗鼈儗⑿畔男l(wèi)星帶回地球，正是這些信息使我們的接收器能夠確定我們所在的位置。請參閱我們的GPS信號(hào)頁或有關(guān)此的更多詳細(xì)信息。

　　控制部分

　　控制部分是指位于全球各地(靠近赤道)的多個(gè)地面站，用于跟蹤、控制并向每顆 GPS 衛(wèi)星發(fā)送信息。這是一個(gè)重要的角色，因?yàn)槊款w衛(wèi)星的時(shí)鐘同步至關(guān)重要——因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)依賴于定時(shí)。

　　發(fā)送到每顆衛(wèi)星的軌道信息也至關(guān)重要，因?yàn)槲覀冃枰鼇泶_定發(fā)送信息時(shí)衛(wèi)星的位置。所有這些信息都會(huì)發(fā)送到衛(wèi)星，然后通過 L1 載波導(dǎo)航消息傳送到 GPS 接收器。

　　用戶部分

　　用戶細(xì)分是大多數(shù)人感興趣的部分。該細(xì)分包括擁有 GPS 接收器的任何人或任何事物;衛(wèi)星導(dǎo)航、手機(jī)、無人機(jī)、執(zhí)法。那么它是怎樣工作的?

　　正如我們已經(jīng)看到的，有一個(gè)衛(wèi)星群在我們頭頂上空運(yùn)行，以光速將源源不斷的信息流發(fā)送回地球。了解這如何幫助確定我們的位置需要一些時(shí)間，但它基于稱為三邊測量的過程。

　　在我們介入之前，我們應(yīng)該糾正一個(gè)常見的誤解。衛(wèi)星導(dǎo)航或手機(jī)內(nèi)的 GNSS 接收器絕不會(huì)向衛(wèi)星發(fā)送任何信息。我們今天使用的接收器是完全被動(dòng)的——它們只接收信息。當(dāng)歐洲的伽利略系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，其接收器會(huì)略有不同，因?yàn)闀?huì)有緊急功能，激活后會(huì)發(fā)送信息，但這不適用于正常運(yùn)行。

　　當(dāng)你聽到人們談?wù)?GPS 跟蹤的東西(例如裝甲車)時(shí)，正在發(fā)生的事情是這樣的。車輛上的 GNSS 接收器正在接收來自衛(wèi)星的信號(hào)并確定其所在位置。一旦它知道自己的位置，它就會(huì)使用其他系統(tǒng)(例如 GSM 數(shù)據(jù)連接)將此信息發(fā)送回某個(gè)監(jiān)控站。