GPS基礎知識（二）、 GPS時間

上一篇GPS基礎原理中提到了一個鐘差的概念，并沒有細說。GPS涉及到的時間有不少，這一篇就詳細講一講。

       時間是一個相對的概念，最簡單的例子：你的手表的時間和我的手表的時間可能是不一樣的，那不一樣就會有問題，我說的8點上班和你認為的8點上班就不是同一個時刻了，于是你上班就可能會遲到。同理，GPS衛星的時間和接收機的時間也不一樣，于是在利用時間來算距離的時候就會有很大的誤差，是以我們要統一時間。

        為了統一時間，人類做了很多的努力，建立了多個不同的時間系統。有以地球自轉為基礎的世界時（UT），有以原子鐘為基礎的國際原子時（TAI），還有兩者折中的協調世界時（UTC）。目前，幾乎所有國家的标準時間都采用協調世界時。

然而GPS系統并沒有采用協調世界時，而是建立了其專用的GPS時間系統（GPST）

1. GPS時間是連續的。
2. GPS時間用星期數（周數）和周内秒來表示時間。
3. GPS時間的秒長由地面站的原子鐘和衛星的原子鐘的觀測量綜合得出。
4. GPS時間的零時刻與協調世界時的1980年1月6日（是個星期天）零時刻同步。
5. GPS時間落後國際原子時19秒加一個秒内偏差。美國會控制GPS時間使這個秒内偏差小于1微秒，一般在幾百納秒之内。

        需要注意的是每顆GPS衛星都有自己的衛星時間，每顆衛星都是按照自己本身的時鐘在運作，而由GPS地面站來保證衛星時間與GPS時間之間的差異小于1微秒。在衛星播發的導航電文中，在遙測字（TLW: Telemetry Word）和交接字（HOW: HandOver Word）中與時間相關的資料都是基于衛星時間，而其他的資料都是基于GPS時間。

       GPS時間與協調時的差異參數由導航電文給出，在導航電文第4子幀第18頁。這些參數由地面站負責更新，至少每6天更新一次，否則準确性會随時間流逝而下降。衛星時間與GPS時間的差異參數也由導航電文給出，在導航電文第1子幀。

        這樣GPS時間和衛星時間還有協調時三者就聯系起來了，可以互相推導出來。還有一個接收機時間是獨立于這三者的，是以存在一個接收機時間與GPS時間的鐘差未知數。時間關系确定，誤差保持在一定範圍，就可以用于計算距離，進而定位，也就是上一篇講到的基本原理。