為什么全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)覆蓋全球要三（四）顆衛(wèi)星？

定衛(wèi)星的位置為已知,通過一定的方法我們能準(zhǔn)確測出地面點(diǎn)A到衛(wèi)星間的距離,那么A點(diǎn)一定位于以陪早衛(wèi)星為中心,以所測得距離為半徑的圓球上。若我們同時(shí)測得點(diǎn)A到另兩顆衛(wèi)星的距離，則該點(diǎn)一定處在三圓球相交的兩個(gè)點(diǎn)上。根據(jù)地理知識(shí)則可以很容易的找到我們需要的點(diǎn)蘆大雀。
在此假設(shè)下，即已知衛(wèi)星位置又已同時(shí)測定到三顆衛(wèi)星的距離，即可進(jìn)行定位。但由于GPS衛(wèi)星是分布在20000多公里高空的運(yùn)動(dòng)載體，只能在同一時(shí)間測定三個(gè)距離才可定位，要實(shí)現(xiàn)同步必須具有統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)，從解析幾何角度出發(fā)，GPS定位包括確定一個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)與實(shí)現(xiàn)同步四個(gè)未知參數(shù)，因此必須通過測定到至少4顆衛(wèi)星的距離才能定位。

GPS定位需要4顆衛(wèi)星是因?yàn)楦髯圆煌男l(wèi)星在這里負(fù)責(zé)不同的工作.3顆是測量在用WGS-84作為標(biāo)準(zhǔn)的三維仿沖坐標(biāo),本來3維數(shù)據(jù)已足夠定位,但是因?yàn)樾l(wèi)星傳播的工具是用電磁波(而不是光),而電磁波經(jīng)過傳播會(huì)產(chǎn)生誤差,會(huì)導(dǎo)致傳播時(shí)間的不同步.而為了使這傳播的數(shù)據(jù)同步,所以引入多一顆衛(wèi)星來提供時(shí)間數(shù)據(jù).

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)需要三顆衛(wèi)星才能覆蓋全球，而四顆衛(wèi)星則是為了提高定位精度和可靠性。
這是因?yàn)镚PS是通過計(jì)算衛(wèi)星到地面某一點(diǎn)的距離來確定這一點(diǎn)的位置的，而在空間坐標(biāo)中至少需要知道三個(gè)點(diǎn)大者到未知點(diǎn)的距離才能確定那個(gè)未知點(diǎn)的坐標(biāo)。所以至少需要三顆衛(wèi)讓仿基星才能進(jìn)行全球定位。
此外，四顆衛(wèi)星可以提供更加精確的定位，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┨怪?jǐn)更多的測量數(shù)據(jù)。這樣，通過測量信號(hào)的傳播時(shí)間，可以更準(zhǔn)確地計(jì)算出用戶的位置。此外，四顆衛(wèi)星還可以提高系統(tǒng)的可靠性，因?yàn)槿绻渲幸活w衛(wèi)星出現(xiàn)故障，仍然可以使用其他衛(wèi)星進(jìn)行定位。
總之，三顆衛(wèi)星可以覆蓋全球，但是四顆衛(wèi)星可以提供更高精度和可靠性的定位服務(wù)。