所谓三角测量法就是在地面上布设一系列连续三角形,采取测角方式测定各三角形顶点水平位置的方法。它是几何大地测量学中建立国家大地网和工程测量控制网的基本方法之一,由荷兰的斯涅耳(W.Snell)于1617年首创。
随着空间技术的发展,人造地球卫星上天,空间三角测量也迅速发展起来了。空间三角测量的基本原理与地面三角测量不同之处仅在于:空间三角测量的角度是由卫星针对每一个经过标定的、放有接收卫星信号设备的地面点来测定的,这种观测严格按一定时间间隔进行。此外,在同一时间内还根据卫星发射的信号测定地面各点至卫星的距离。这样,有了测得的角度和距离值便可求出地面各点的坐标。
应该说,从三角学而言,这是个硕大无比的几何图形。首先,假设用户机已经测量出了至第一颗卫星的距离,为28000千米。由此可知用户机可能的位置,一定在以该卫星为中心,半径为28000千米的球面上。接着,测量至第二颗卫星的距离,为23000千米,从而可知用户机同时位于以第二颗卫星为中心,23000千米为半径的球面上,这两个球面的相交线是一个圆,此时用户的位置又进一步集中到这个圆上。随后,用户测得至第三颗卫星的距离,为27000千米,这个以第三颗卫星为中心27000千米为半径的圆,又与刚才两个球面相交形成的圆相交于两个点,进而把用户机的可能位置变为两个点。到此,把寻找用户位置的问题化为仅仅在空间找两个点。确定这两个点中究竟哪一个是用户机的真正位置并不复杂,因为一般而言,这两个点,一个在北半球,一个在南半球。
GPS定位方法示意图