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号到达接收机的时间。
每个卫星上有一个原子钟保持着精确的时间，所有卫星上的时间
其精确度相当。飞机上的接收机也有一个内部时钟，但不是原子钟，
并不很精确。因此，接收机的时间要像卫星同样的精确是不可能的。
假设接收机内部时钟的偏差为（△tBIAS），而△tBIAS 是未知数，
必须在接收机中算出。此△tBIAS 就是接收机时间和GPS 时间之间
的差值。
为了计算飞机位置（纬度、经度和高度）以及时间偏差△tBIAS，
接收机必须知道至少4 颗卫星的位置，接收机应同时测量对4 颗卫星
的距离，然后利用4 个距离方程解出4 个未知数，即解出：
－ 纬度
－ 经度
－ 高度
－ △tBIAS
GPS 时间
所有卫星上的时间都应和世界协调时（UTC）同步。卫星上将
此时间发送给接收机。卫星上的UTC 的精度约为100 纳秒。接收机
按ARINC 429 格式发送UTC 数据，接收机也非常精确地每秒钟发
送出一个时间标记。
34—58—00—009 Rev 2 02/11/1997
有效性
YE201 34—58—00
GPS － 工作原理－ 2
测距
GPS 时间
距离2
距离4
距离1
距离3
时间差
GPS 时间
34—58—00—009 Rev 2 08/06/1996
有效性
YE201 34—58—00
GPS — 工作原理— 3
空白页
34—58—00—010 Rev 4 02/20/1998
有效性
YE201 34—58—00
GPS — 工作原理— 3
GPS 工作方式
GPS 有三种工作方式，即：
－ 捕获方式
－ 导航方式
－ 高度支助方式
－ 悬挂方式
捕获方式
GPS 接收机寻找并锁定着一些卫星的信号上。GPS 在开始计算
GPS 数据前必须找到至少4 颗卫星。GPS 还从大气数据惯性基准系
统（ADIRS）获得数据，在捕获方式时GPS 将利用这些从ADIRS
来的如下数据：
－ 位置
－ 高度
GPS 利用这些数据和内部数据库计算飞机在现在位置下哪些卫
星可用。有了这些数据GPS 可以较快地进入导航方式。
如果没有ADIRS 数据可用，GPS 仍能捕获卫星信号，因为它要
搜寻所有的卫星，所以捕获方式的时间加长了。当GPS 找到所有这
些卫星后计算那几个能用。
当ADIRS 数据可用时，捕获卫星信号所需时间约75 秒；当
ADIRS 不能提供数据时，GPS 就需约4 分钟（最大10 分钟）的捕获
卫星时间。
导航方式
当GPS 捕获并锁定了至少4 颗卫星的信号后进入导航方式，在
导航方式时它计算GPS 数据。
高度支助方式
当4 颗卫星可用时，GPS 存贮ADIRS 的惯性高度和GPS 高度
之间的差值。
保存此高度差值是为了当只有3 颗卫星可用时，可以估计出GPS
高度。
在高度支助方式下，GPS 将从ADIRS 得到的飞机高度加上地球
半径的长度作为第4 个数据。
只有在下列三个条件成立下，GPS 进入高度支助方式：
－ GPS 已在导航方式
－ 只有3 颗卫星可用，并且对定位有较好的几何位置关系
－ 在GPS 存贮器内存贮着惯性高度和GPS 高度之间的差
值
当第4 个卫星重新在视野中见到后，GPS 重新恢复正常工作。
34—58—00—010 Rev 4 02/20/1998
有效性
YE201 34—58—00
悬挂方式
当卫星信号的覆盖变坏，在一个短时间（少于30 秒）内GPS
进入悬挂方式。覆盖变坏的例子如，虽然原有4 颗卫星的信号可用，
但由于飞机倾斜后丢失了某些卫星信号的接收。
在悬挂方式，GPS 接受从ADIRU 送来的惯性高度、航迹角、地
速等数据。GPS 利用这些数据使得重新达到好的卫星信号覆盖时，
可以加快使GPS 恢复到导航方式。在悬挂方式时GPS 的输出为“无
计算数据（NCD）”。
如果在30 秒以上，GPS 不能跟踪卫星，则GPS 返回到捕获方
式。
GPS 频率
卫星向飞机发射L1（1575.42 MHz）和L2（1227.6 MHz）两种
频率的信号，而卫星向地面监测站发射的卫星状态数据的下行链频率
为1783.74 MHz。而上行装载站向卫星发射信息的频率为2227.5
MHz。
自治完好性极限
GPS 接收机具有接收机自治式完好性监测（RAIM）功能。RAEM
对卫星的工作状态进近监测，即监测GPS 接收机用以计算数据的那
些卫星状态。RAIM 功能的输出是对GPS 位置误差的估值。自治完
好性监测值送给FMC，FMC 利用此自治完好性监测数据决定GPS
数据是否能用于导航。
GPS 算出值：
－ 纬度
－ 经度
－ 高度
－ 世界协调时（UTC）
－ 日期
－ 北/南飞行速度
－ 西/东飞行速度
－ 垂直速度
－ 航迹角
－ 自治完好性极限
－ GPS 工作状态
34—58—00—010 Rev 4 02/20/1998
有效性
YE201 34—58—00
GPS — 工作原理— 3
GPS 方式
飞机高度
距离2
距离3
距离1
距离4
地球
半径
电源接通
捕获方式
导航方式
悬挂方式
高度支助方式
见到
4 个卫星
吗？
卫星
覆盖
不好吗？
只有
3 个卫星
吗？
见到
4 个卫星
吗？
已过
30 秒了
吗？
卫星
覆盖
不好吗？
见到
4 个卫星
吗？
高度支助方式
34—58—00—010 Rev 4 02/19/1997
有效性
YE201 34—58—00
GPS — 功能说明
电源
从115 伏交流输入形成各种供应多模式接收机（MMR）的直流
电。
卫星信号处理
GPS 天线首先将卫星信号放大然后送给MMR，在MMR 中的
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737-800中文AMM手册4(35)
