关于 GPS

Posted 2020-11-21 ksongking

今天 想了一下 GPS，     GPS 原理 简单的说 是 2 个 卫星 向 地面 接收机 发送 电磁波 信号， 接收机 根据 2 个 卫星 发送 的 信号 到达 的 时间差 计算出  自己 的 位置   。

 

粗略 的 估算，  假设 GPS 的  精度 是 10 米，   则 接收机 从 A 点 到 B 点，  AB = 10 米，   这 10 米 的 位置移动 可以 定位 出来 ，

假设 A 点 到 2 个 卫星 的  距离 相等，  则 2 个 卫星 到 B 点 的 路程差 粗略的 可以认为 等于 AB，  即 10 米，

 

因为 光速 C = 30 万公里 / 秒 = 3 * 10^8 米 / 秒 ，

所以 从 2 个 卫星 发出 的 电磁波信号 到达  B 点 的 时间差  ⊿ t  =  10 米 / ( 3 * 10^8 米 / 秒 )  =  3.33 * 10^-8  秒  =  33.3  纳秒    。

 

这意味着 用  纳秒 级 的 时间 来 测算 距离，  纳秒 级 的 时间 很短，  各种误差 很容易 达到 或者 超过 1 纳秒 、10 纳秒 、100  纳秒，

也可以 这样 来看，    光速 C * 1 纳秒 = 3 * 10^8 米 / 秒 * 10^-9 秒 = 0.3  米    ，    也就是说，   1 纳秒 意味着 0.3 米 的 误差，   10 纳秒 意味者 3 米 的 误差， 100 纳秒 意味着  30 米 的 误差，

 

所以，  用 纳秒 级 的 时间 来 测算 距离，  这 似乎 有点 不可思议 。

 

大家 怎么看  ？

 

CPU 的 主频 一般 在 1.x GHz ， 2.x GHz  ，   就是说 CPU 的 时钟 能够 达到  1 GHz = 10^-9 秒 以上 的 精度， 10^-9 秒 = 1 纳秒，   所以，  CPU 时钟 能够 达到 1 纳秒 ~ 0.3 纳秒 之间 的 精度 。

 

CPU 时钟 好像 是用 石英 做的，   据说 原子钟 的 精度 还要 高 很多  。