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確測量衛(wèi)星信號的傳播時間。失之毫厘，謬以千里。任何一點細微的時間誤差乘上光速，得到的距離誤差都會被放大很多倍。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，1納秒（十億分之一秒）的時間誤差將導(dǎo)致0.3米的距離誤差。
為了盡可能地減小時間誤差，在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中我們使用的是目前最精確的時間測量工具——原子鐘。原子會不停地發(fā)生振蕩，振蕩的頻率是原子的固有頻率，不會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)千萬年才會差1秒。目前世界上可以提供精確定位的全球定位系統(tǒng)，即美國的 GPS 定位系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯定位系統(tǒng)、中國的北斗定位系統(tǒng)、歐盟的伽利略定位系統(tǒng)全部使用了原子鐘來測定時間。將原子鐘稱為衛(wèi)星定位系統(tǒng)的心臟一點也不夸張。
雖然原子鐘能幫助我們減小時間誤差，但受限于技術(shù)和成本，我們不可能在每個用戶接收端都安裝原子鐘。實際上衛(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)愛因斯坦的廣義相對論，物體的運動速度將導(dǎo)致其時間彎曲，具體表現(xiàn)在速度越快的物體，其時間變得越慢。廣義相對論還認為，大質(zhì)量物體會導(dǎo)致其周圍的時間和空間發(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，受到的地球引力略小，基本上GPS衛(wèi)星上的時鐘每天會比地球上時鐘快38微秒，即每天將會增大11千米的誤差。了解到這些知識后我們會發(fā)現(xiàn)，即使是同一時刻，接收端的石英鐘與衛(wèi)星上的原子鐘顯示的時間也是不相同的，這種誤差會對定位的準確性造成很大影響。
轉(zhuǎn)自：互聯(lián)網(wǎng)