GPS为什么需要24颗卫星组成卫星星座，为什么需要4颗卫星才能精确定位？

GPS的空间部分由24颗工作的GPS卫星组成，共同组成GPS卫星星座，其中21为导航卫星，3颗为主动备份卫星。这24颗卫星分布在地球周围6个倾角为55°的轨道上。卫星的运行周期约为12恒星时。每一颗GPS工作卫星都会发出导航定位的信号。GPS用户就是用这些信号来工作的。

在任何时候，任何区域的天顶都有不少于6颗卫星，一般是6-9颗，都能看到卫星。

GPS定位的基本原理是根据高速运动卫星的瞬时位置作为已知的初始数据，通过空间距离交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设在t时刻地面待测点安装一台GPS接收机，可以测出GPS信号到达接收机的时间△t，加上接收机接收到的卫星星历等其他数据，可以确定以下四个方程:

上述四个方程中待测点的坐标x，y，z，Vto为未知参数，其中di=c△ti (i=1，2，3，4)。

Di (i=1，2，3，4)分别是卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机的距离。

△ti (i=1，2，3，4)是卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号分别到达接收机的时间。

c是GPS信号的传播速度(即光速)。

四个方程中每个参数的含义如下:

x、y和z是待测点坐标的空间直角坐标。

、yi、zi (i=1，2，3，4)分别是t时刻卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的空间直角坐标，可从卫星导航电文中获得。

Vt i (i=1，2，3，4)分别是卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星时钟的时钟差，由卫星星历提供。

Vto是接收器的时钟误差。

要测量的点的坐标X、Y和Z以及接收器的时钟误差Vto可以从上述四个等式中计算出来。