一个视频让你彻底了解GPS定位的原理。GPS全球定位系统由美国军方在上世纪70年代研制，开始主要用于军事目的，后来发现其巨大的民用价值而向民间开放。

GPS卫星只发射信号，与地面接收站之间并没有往返通讯，所以它的客户端容量可以是无限的。现代社会的运转对GPS的依赖几乎无处不在，所有的交通工具都用它导航，超市把安装在推车上，生物学家把它安装到各种动物身上，地质学家用它来检测地球板块的移动以及监测火山爆发、岩浆的流动。它的用途甚至已经超过了原本定位的功能。比如美国气象局就用GPS来预测降雨，这是利用空气中水器会延缓GPS信号速度的特点。因此，如果气象学家看到一片区域GPS接收器信号延迟了，就知道那里可能要下雨，如果水汽剧烈摩擦产生了电荷，信号延时会变得更剧烈，那里就有可能会发生强暴雨。同时，GPS.此信号落到地面后，反弹所产生的信号会因地面不同而有差异。只需在无人的地区安装几个GPS接收器就可以监测地表的变化了。比如这里什么时候长水，什么时候结冰，什么时候长草或干枯，都可以通过分析信号反射特点来得知。

当我们打开手机，接收了一颗卫星发来的信号，这个信号包含了两个信息，卫星当时所在的位置和发射信号的时间。你的手机接收到它以后，会立即和现在的时间做一个对比，这样就知道了信号发送过来所需要的时间，再用它乘以信号传输的速度，就能计算出手机与卫星的距离，再用它作为半径画一个球体，你的位置就可能在这个球体上的任何一点。为了缩小范围，我们需要第二颗卫星同样得到一个距离，这样我们就可以得到两个球体的交叉，这时候你的位置范围缩小了，为了再精准一点，需要在追加第三颗卫星，同样的办法再画出第三个球体。在这三个球体的焦点上就会产生两个交点，A和B。你显然不可能在B点那。那么A无疑就是你所在的地点，这就是三边测量定位法的基本原理。但现实中，想要定位精准，就必须保证你手机上面的时间与卫星上面的时间完全同步。因为光速实在太快了，即使0.0001秒的误差也会导致地表高达30km的误差。所以每一个GPS卫星上都搭载着一个价格不菲的原子中，它太准了，

一年只有一秒的误差。相比之下，手持电子设备的精度非常糟糕，它们依靠的是内置的石英晶体震荡器，器时每个月的误差最大可达20多秒，如此大的误差完全不能依靠它来定位，那么已知你手机的时间是不准的，光速不变，你和卫星的距离就会因为误差的正负大小而忽远忽近。我们接下来要做的就是消除手机和卫星原子中的时间差，方法很简单，就是再加一颗卫星，用它得到第4个球体，现在假设你的手机时间是准的，那这第4个球体的焦点与前3个的焦点就会是同一个点，但是因为你的时间一定是不准的，所以这个。焦点多半会对不上，于是我们用这4个球中的任意3个来做4次三边测量定位。我们可以确定这4颗卫星的始终是同步的，而你手机和每颗卫星的误差也是等量的。因此接下来只要修改手机的时间来减小误差，直到这4个点重合，就可以计算出时间的误差值，再用这个值校对时间，手机和卫星的时间就同步了，而同步后的位置就一定是你准确的位置。并且这是一个三维空间的定位坐标，包括了经纬度和高度。

所以4颗卫星是三边测量所需的最少卫星数量，当然这个数量越多，测量的精度也就会越高。其实地面上很多看似不需要GPS定位的设备，比如红绿灯、超速摄像机、气象感应器、海上测量浮标等等，都安装了GPS接收器，目的不是用来定位，而是通过它来校准时间的。