主题：【原创】说说GPS定位导航 -- honeybl

接着上次的话题继续讲下去，这次说说双星定位技术。

采用两颗卫星是可以实现定位的。但不是光靠两颗卫星就可以了。空间的一个点，有三个维度的自由度，因而必须在两颗卫星之外引入额外的信息量，才能定位。

根据先前介绍的GPS系统的定位方法，我们知道整个GPS系统能够提供高精度定位结果的关键取决于如下两个关键条件

1.在恶劣外太空环境中的卫星上的原子钟的精度

2.对卫星轨道的非常精确的控制，测量和修正。

因此，在上述技术难关没有被攻克之前，科学家们提出了各种不同的“地区级”的双星定位技术。这些技术各有千秋，侧重点个不同，精度也不高，只能解决有没有的问题。

接下来我就介绍一个双星定位系统的定位原理，整个系统由中央控制台，两颗定位卫星（一主一辅），和定位终端机构成。

（以下内容，纯属理论；如有雷同，实属巧合）

1.在地球同步轨道上，以一定的角度间隔布放两颗定位卫星。由于是在地球同步轨道上，卫星相对地球保持静止不动，从而大大降低了定位难度。

2. 先计算出定位点与两颗定位卫星的距离差，从而可以确定一个平面S1：

2.1 可以先由两颗卫星同步发射时间信号，终端机先同步到主卫星，而后测量辅卫星的信号到达的时间差值，从而得出相对距离差。

2.2 或者中央控制台通过主卫星，向终端机发出一个询问信息，终端机发出一个响应信息，“同时”由主辅卫星接收并转发给中央控制台，中央控制台测量相应信息到达的时间差值，从而得出相对距离差。终端机可以在响应消息中将其在2.1中的测量值反馈给中央控制台，以便计算时的校正。

3.中央控制台根据发出询问信息，到收到从主卫星转发的相应消息的时间，计算出终端机距离主卫星的距离，得到一个球面S2，同S1相交，得到曲线L1。同时，根据同样的原理，通过计算出终端机距离辅卫星的距离，得到一个校正的球面S3和校正曲线L2.

4.根据响应信息，假定终端机是静止在地球表面上，则计算L1同地球表面的相交点，就是定位点的位置。（当然，如同4星定位一样，通过L2可以实现数据的校正）

5.中央控制台通过加密的方式将结果告知终端机，从而完成定位服务。

因此，这种主动应答式的双星定位有着如下显而易见的缺点：

1.区域定位，而非全球定位。

2.需要有一个询问-应答-计算-反馈的过程，容易暴露终端机的目标，同时也增加了接收机的重量和功耗。

3.用户容量是有限制的。

4.敌对势力可以通过“拒绝服务”的方式，通过大量的干扰信息，阻塞卫星通路。

5.精度不高，而且不能对快速运动物体进行实时定位。

6.一旦中央控制台出故障，就全网瘫痪，稳健性差。

7.等等

因此，命中注定了主动应答式的双星定位是一个悲壮的先驱者，他必然将被单向测量式的GPS系统所取代，必将迅速地淡出历史，成为一名默默无闻的先驱者。

让我们拭目以待这一天的到来！