了解到卫星定位系统的基本原理后，我们可以发现，在卫星定位系统中最核心的部分就是要准确测量卫星信号的传播时间。失之毫厘，谬以千里。任何一点细微的时间误差乘上光速，得到的距离误差都会被放大很多倍。在卫星导航系统中，1纳秒（十亿分之一秒）的时间误差将导致0.3米的距离误差。

为了尽可能地减小时间误差，在卫星定位系统中我们使用的是目前最精确的时间测量工具——原子钟。原子会不停地发生振荡，振荡的频率是原子的固有频率，不会受温度和压力的影响改变。原子钟正是利用这一原理制成。

原子钟的精度非常高，数千万年才会差1秒。目前世界上可以提供精确定位的全球定位系统，即美国的 GPS 定位系统、俄罗斯的格洛纳斯定位系统、中国的北斗定位系统、欧盟的伽利略定位系统全部使用了原子钟来测定时间。将原子钟称为卫星定位系统的心脏一点也不夸张。

虽然原子钟能帮助我们减小时间误差，但受限于技术和成本，我们不可能在每个用户接收端都安装原子钟。实际上卫星上安装的是原子钟，而用户接收端则是石英钟，石英钟的精度比起原子钟就差多了。除此之外，根据爱因斯坦的广义相对论，物体的运动速度将导致其时间弯曲，具体表现在速度越快的物体，其时间变得越慢。广义相对论还认为，大质量物体会导致其周围的时间和空间发生弯曲，具体表现在离大质量物体越近，时间就变得越慢。

GPS卫星相比于地面上的人，距离地球（大质量物体）更远，受到的地球引力略小，基本上GPS卫星上的时钟每天会比地球上时钟快38微秒，即每天将会增大11千米的误差。了解到这些知识后我们会发现，即使是同一时刻，接收端的石英钟与卫星上的原子钟显示的时间也是不相同的，这种误差会对定位的准确性造成很大影响。

转自：互联网