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1.空间部分
GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成,它位于距地表20 200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/ A 码( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一组称为P 码(Procise Code 10123MHz) ,P 码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/ A 码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。 2.地面控制部分 地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和3 个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS 卫星每天一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。 3.用户设备部分 用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。 接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。 |
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老刘： 你说“如果有绝对同时，但在光速各向异性的情况下，老王却无从知道两个时钟现在是同时还是非同时，需要调整其中一个应该向哪个方向调整？那么老王的绝对同时就没有实际意义了。” 两个或多个高度相同、速度相同的卫星，比如都在赤道大圆上空做圆周运动，我已经用我的“分时对钟法”把它们上面的钟校对成绝对同时了。具体办法我也说了：在卫星轨道下方的一个地面基站时刻不停地上发含有地面时刻的激光信息，这个激光束极细，信息密度极大，任何经过这根激光束的卫星，其光接收器件都会在和激光光斑重合的一瞬间获取地面发来的时刻。比如A星经过此点，收到的时刻是地面发来的1点整，当然这含有1点整的信息到达这里需要有一个时间，此时此刻已经不是地面上的1点整了，但是，这不要紧。这个钟被暂时校对成1点整后，它飞走了，比如过了一刻钟，又一个卫星B经过此点，该卫星从激光束中得到的地面时刻一定是1点15分整，那么卫星B上的钟也被暂时校对成1点15分整。又过了2小时，又来了一颗星C，此时它从激光束中读到的信息一定是地面时刻3点15分整，于是星C的钟也被校对成和前两钟绝对同时了。 这种先暂时把三星上的钟（或所有经过此点的星载钟）相互校对成绝对同时的方法就是我的“分时对钟法”。先把它们校对成绝对同时，我把它叫做一次对钟操作。如果还需要这些钟和地面钟也都绝对同时，就需要地面基站的配合，完成二次对钟。我的对钟方法很容易懂吧？因为对于走时快慢都是一样的钟，地面上过了多长时间，那些被校对过的钟也过了那么多时间。被校对成1点整的A钟，不管它转到了地球什么位置，在C钟来到对钟点被校对成3点1刻时，它肯定也在1点的基础上又经过了2小时15分，因此A钟此时也是3点15分！ 那么对于两个不同时的星载钟我们如何对待呢？还可以如此对待。比如A、B、C三钟互不绝对同时，它们经过对钟点时，都会读到不同的地面时刻信息。它们把自己经过对钟点时刻自己的时钟信息和读取到的信息都发向地面，地面就会根据它们之间的距离、反馈的时刻，分别计算出它们相互差了多少，该调多少、向哪个方向调，并把调整方案回馈给各个卫星。每个卫星收到修正策略后还不知怎么调整吗？最终，每颗卫星相互都能调成绝对同时的。 其实回馈给地面，让地面告诉它们如何修改时钟的这道手续都是多余，直接像前面对钟那样不管原来的钟示数如何直接置入地面发来的数值就行了，它们就能成为绝对相互同时的钟了。那为什么我还要脱了裤子放屁呢？这完全是应你老刘问题的需要而绕道的。你的问题就是本帖第一段我用引号引出的。 老刘，很多事我都有办法解决。你再看看，我的“分时对钟法”能不能把它们对成绝对同时的钟？ |
| 老刘，我的光速是指在你假设ECI不变的，这样沿着从地心向外的光速都不变。 |
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老刘，你只要说从赤道某定点上行的光速随时间而变，你自己就先否定了光速在地心系不变。
地心系是地心和遥远恒星定位出的参考系，所有在赤道上沿着地心半径方向向上发出的光，都有不变的光速。不考虑地球自转轻微的速度变化，赤道上空的萨格纳克效应也是一样的，合成出来的光速还是一样的。除非你为了推倒我的分时对钟法，放弃所有原来的前提，光谈支端末节，如不同时期的大气潮汐、电离层昼夜变化等等！ |
| 不管在什么参考系（光速各向同性或光速各向异性）中，都可以使用分时对钟法校对运动着的、一前一后的两个时钟为绝对同时的钟。S'系x轴上有A、B两点，它们可在S'系中沿x'轴静止或运动（随便），S''系有一个点C，不停发出C点时刻，S''也是运动的，C点也可在上面沿x''轴静止或运动（随便），只要S'的两个点先后和C点相错而过，把C点的即时时刻置入分别A、B两钟，则此两钟总是被校对成绝对同时的，和这里两个参考系是不是光速各向同性的都无关。 |
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“ECI不变”那就没有问题了。
不过你是不赞成这种说法的，而我说的也是在光速各向异性的条件下，一般情况下，无法确定两个时钟哪个快了还是慢了。 如果是光速在ECI中各向同性，这些问题就不难解决了。或者说问题都已经在系统实现的过程中被解决了。我们就不必在此争论了。 只是你还没有说明你的绝对同时，在一般情况下如何确定哪个时钟快，哪个时钟慢？只要两个时钟之差小于光通过两个时钟所用时间。 |
| 你看看我说的用螺母法则对钟、用麻花效应判断同时，还有刚刚说的分时对钟，哪有一个是自己判断“自己的钟快了还是慢了”的？ |
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如果系统只有一个固定时钟用于计时，这个钟的初始时刻是可以任意的。它总能正确计时，但是它无法判断两地的同时，除非你把它改成移动的。
如果要使用两地钟判断事件的同时性，首先要制造两台钟，并把它们校对成同时，代替一个钟，省去的是随时搬运而已，并不是不经校对就能使用的。一切对钟都是为了保证“一钟原则”在两钟上的实现。 |
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老刘：
我不赞成ECI光速不变，是指整个ECI，以地心和遥远恒星定位出的参考系整体！你懂得吗？老刘，这样定义出的ECI是非常大的。你要说ECI光速不变，也只能说ECI地球附近光速近似不变！你懂得我的意思吗？而你是全盘ECI内光速不变，并不指出范围，因此，你是错误的。 |
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“只要两个时钟之差小于光通过两个时钟所用时间”
要说的意思是，如果超出这个范围，则哪个钟快哪个钟慢就容易确定了。 只有在这个范围内，讨论快慢才有意义。 |
| 螺母法则适合处于任何参考系中的两钟，包括加速的参考系。不明白你再去看看我的《螺母法则》。 |