了解到衛(wèi)星定位系統(tǒng)的基本原理后，我們可以發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中最核心的部分就是要準(zhǔn)確測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間。失之毫厘，謬以千里。任何一點(diǎn)細(xì)微的時(shí)間誤差乘上光速，得到的距離誤差都會(huì)被放大很多倍。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，1納秒（十億分之一秒）的時(shí)間誤差將導(dǎo)致0.3米的距離誤差。
為了盡可能地減小時(shí)間誤差，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中我們使用的是目前最精確的時(shí)間測(cè)量工具——原子鐘。原子會(huì)不停地發(fā)生振蕩，振蕩的頻率是原子的固有頻率，不會(huì)受溫度和壓力的影響改變。原子鐘正是利用這一原理制成。
原子鐘的精度非常高，數(shù)千萬(wàn)年才會(huì)差1秒。目前世界上可以提供精確定位的全球定位系統(tǒng)，即美國(guó)的 GPS 定位系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯定位系統(tǒng)、中國(guó)的北斗定位系統(tǒng)、歐盟的伽利略定位系統(tǒng)全部使用了原子鐘來(lái)測(cè)定時(shí)間。將原子鐘稱為衛(wèi)星定位系統(tǒng)的心臟一點(diǎn)也不夸張。
雖然原子鐘能幫助我們減小時(shí)間誤差，但受限于技術(shù)和成本，我們不可能在每個(gè)用戶接收端都安裝原子鐘。實(shí)際上衛(wèi)星上安裝的是原子鐘，而用戶接收端則是石英鐘，石英鐘的精度比起原子鐘就差多了。除此之外，根據(jù)愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，物體的運(yùn)動(dòng)速度將導(dǎo)致其時(shí)間彎曲，具體表現(xiàn)在速度越快的物體，其時(shí)間變得越慢。廣義相對(duì)論還認(rèn)為，大質(zhì)量物體會(huì)導(dǎo)致其周圍的時(shí)間和空間發(fā)生彎曲，具體表現(xiàn)在離大質(zhì)量物體越近，時(shí)間就變得越慢。
GPS衛(wèi)星相比于地面上的人，距離地球（大質(zhì)量物體）更遠(yuǎn)，受到的地球引力略小，基本上GPS衛(wèi)星上的時(shí)鐘每天會(huì)比地球上時(shí)鐘快38微秒，即每天將會(huì)增大11千米的誤差。了解到這些知識(shí)后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，即使是同一時(shí)刻，接收端的石英鐘與衛(wèi)星上的原子鐘顯示的時(shí)間也是不相同的，這種誤差會(huì)對(duì)定位的準(zhǔn)確性造成很大影響。
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