现在的智能手机和运动手表等都带有GPS定位系统，可以比较精确地定位到手机和手表的位置，从而实现手机导航、运动轨迹记录等目的，我们手机中的GPS模块是如何实现定位的呢？

手机定位导航

要了解定位原理，首先科普一下什么是GPS。GPS（全球定位系统）是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。该系统由三个部分组成：空间部分(GPS卫星)、地面监控部分和用户部分。其中空间部分共有24颗卫星，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星，分布在互成60°的6个轨道上，卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

全球卫星定位系统

我们的手机端就属于GPS系统的用户部分，其内置GPS模块只具备接收功能，不具备发射功能。GPS卫星上安装有精度很高的铯原子钟，用来保证授时的精确性，卫星不断地向地球发射载波信号，载波上调制有表示卫星位置的广播星历及时间戳，用于测距的C/A码和P码等，其中C/A码为粗码，一般给民用，P码为精码，不易受干扰，给军用。

卫星发射信号

手机端GPS模块接收到GPS信号后，通过导航电文中的时间戳与当前设备中的时间对比可以得出时间差△t，电磁波的速度v与光传播的速度相同，v乘△t即可得到手机端与GPS卫星之间的距离（接收机卫星时钟存在一定的误差及大气传播误差，测量得到的距离也被称为伪距），每个GPS终端同时可以获取至少4颗卫星的导航电文，通过采用空间距离后方交会的方法即可求出手机终端的三维位置等信息，这样我们就能在手机端了解到自己目前所处位置。

手机GPS定位原理

GPS定位分为单点定位和相对定位，单点定位依靠一台接收机即可完成，误差较大，一般用于手机、汽车等的定位；相对定位是根据两台及两台以上接收机的观测数据确定观测点之间相对位置的方法，精度比较高而且单次定位时间较长，一般用于大地测量等精度要求高的测量领域。

相对定位原理图

目前我国的北斗卫星导航系统已经投入使用，是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。

北斗系统