Тема форума: «Как работает GPS»

автор: vegas сообщение 40384:

То что ты сказал, это процесс называется скоррелироватность или когерентность, не надо путать с синхронизацией. В самом слове синхронизация латинский корень хронос - время. Время это последовательность событий, а не фаз колебаний.

Ну, это - уже твоя вольная интерпретация и, зачем-то попытка поставить на место терминологически (частоты - тоже функция времени), хотя совершенно было ясно из сказанного, что для нормальной работы нужны достаточно одинаковые частоты у всех участников. кстати, время - это не последовательность событий :)

Думаю, что более что-то говорить на тему работоспособности твоей модели мне не стоит: я уже сказал достаточно, так что более в твоем ребусе не участвую, сорри.

автор: nan сообщение № 40385

я уже сказал достаточно, так что более в твоем ребусе не участвую, сорри

Спасибо за участие, не обессудь если что не так.

автор: arctic сообщение № 40386

Ну так в чем навигатор измеряет разницу в прохождении сигнала, чтобы потом на основе этого определить свое местоположение? И еще, давно хотел спросить - что в данном случае ты понимаешь под "позиционированием"? Полет спутника, движение навигатора или сам процесс пересчета в нем? И опять же - в каких единицах /дискретах/ происходит позиционирование?

Под термином «позиционирование» я понимаю процесс нахождение местоположения любого материального объекта в пространстве. Понятное дело в метрах и производных от него единицах, см, мм, мкм, нм и т.д.

автор: arctic сообщение № 40386

Ну так в чем навигатор измеряет разницу в прохождении сигнала, чтобы потом на основе этого определить свое местоположение?

Отличный вопрос, проливающий свет на суть модели.
И вот на сцену выходит «периодичность», «частота», «цикличность», «обороты», как угодно!. То есть то чем измеряют Время. Это главный технический параметр от которого зависит точность позиционирования. Лишь с появлением кварцевых генераторов частоты стало возможно глобальное позиционирование. Что интересно с технической точки зрения нам почти совсем наплевать на такой параметр генераторов как стабильность на продолжительных временных промежутках. Они могут врать например на час за сутки, не беда это почти ни на что не повлияет. Главное что от них требуется - это как можно более высокая частота, чем больше тем лучше.

Почему? Да потому, что дельту мы измеряем в количестве оборотов, или тактов. Поэтому я намеренно в описании своей модельки акцентировал внимание на то, что нам нужен именно секундомер, а не часы, и чем мельче у этого секундомера деления тем точнее мы себя найдем. Другими словами, чем на большее количество единиц мы поделим дельту от сигналов двух спутников, тем точнее мы установим свое местоположение, то есть тем сильнее мы снизим неопределенность в своей позиции, зная что за один оборот генератора частоты свет проходит такой-то промежуток пространства.



Теперь, про буквы.

автор: arctic сообщение № 40383

- тот, самый первый спутник, по которому определяется, какую именно букву принимать , играет роль сброса навигатора, для определения местоположения он бесполезен. А тот, от которого принимается эта буква, играет роль начала, "нуля" отсчета и тоже выходит, бесполезен... определение разницы начинается только с третьего спутника. Хотя все три могут быть и одним, это как погода сложится )

Ты немного не так понял. Нам не нужна следующая буква. Приемник слушает одну и туже букву, или ноту если угодно. Давай так, чтоб понятней: все спутники хором произносят одну и туже букву, предположим сейчас все хором А, потом тишина, через час Б, опять тишина, еще через час В и т.д. Просто ты на какие-то, предположим, 300 наносекунд, от одного спутника услышал букву А раньше чем от другого, вот по этой дельте ты все и рассчитываешь. Если ты стоишь на месте, чтоб один раз определить свое место тебе достаточно одной буквы, и система которая раз в час чтот там сигнализирует тебя вполне устраивает. Кстати для таких Систем действительно, алфавит не нужен, если промежуток очень большой, то достаточно одной буквы. Другое дело если ты движешься, тут так, чем меньше промежуток времени между актами, тем корректней ты прокладываешь путь, а это значит что сигналы надо как то различать между собой чтоб они не накладывались друг на друга. Думаю по факту в условиях повседневной жизни, с нашими машинами, пешеходам, даже самолетам, вполне достаточно и сотых долей секунд, между актами, за сотую долю секунды далеко все ровно не уедешь, а для системы кстати которая работает на наносекундных масштабах это почти вечность, так что может быть и не нкжен никакой алфавит, но это все уже технические тонкости.

автор: arctic сообщение № 40388

Еще небольшое уточнение - "когерентность" понятно, а вот "скоррелироватность" не могу найти в гугле...

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%E3%E5%F0%E5%ED%F2%ED%EE%F1%F2%FC

автор: arctic сообщение № 40388

Так.. Период в 1 наносекунду это путь сигнала 300 метров

Ошибку, ты сам исправил, пересчитываем, получается, что владение генератором частоты в смартфоне с периодом в одну наносекунду (что соответствует 1 Ггц) даст нам потенциал точности позиционирования в 30 см. Как говорится хватит за глаза.

автор: arctic сообщение № 40395

Далее - при нахождении навигатора между двумя спутниками почти посередине с 10 метровым эксцентрисетом /допустим/, разница в прохождени сигнала до приемника "дальний-ближний" составит приблизительно 8,27 нС, но пока она ни о чем не говорит, это просто абстрактная величина, в которой содержится инфа о расстоянии до "дальнего" спутника и эту инфу предстоит еще "вытащить".

Нет ты все не так, понял. Мы не ищем расстояние до спутника. Пока мы не найдем собственное местоположение расстояние до спутников нам неизвестно. Нам вообще по барабану расстояние до спутников, нас оно НЕ ИНТЕРЕСУЕТ. Скажу более того, его (расстояние до спутников) невозможно найти через ту дельту о которой идет речь.
Сейчас покажу все заново, но уже на новом трехмерном рисунке, но можешь вернуться и на мой ранний пост с рисунком на плоскости, там более нагляден способ нахождения кривой линии А3, которая в 3Д преобразуется в плоскость А. Так вот дельта, от двух спутников, позволяет нам найти плоскость на которой мы должны находиться. МЫ ИЩЕМ ПЛОСКОСТЬ! Не расстояние до спутников, а ищем именно плоскость образуемую точками, являющееся вершинами множества треугольников в основании которых лежит одно ребро с вершинами «а-в», оно неизменно. И поскольку мы можем находится в любой точке плоскости А, то естественно узнать наше расстояние до вершин «а-в», нет никакой возможности. Найденная нами дельта, просто, ограничивает вероятность нашего нахождение «где угодно» в пространстве, до найденной нами плоскости, поскольку только на ней выполняется условие удовлетворяющее Дельте.

Так вот после того как с помощью спутников а и в мы находим плоскость А, с помощью спутника в и d мы находим плоскость В. Там где плоскость А разрезает землю, на поверхности находится линия А штрих, а где В линия В штрих. Там где пересекаются линии А штрих с В штрих желтенькая точка это мы, все.

И так, ищем линию А через нахождение вершин множества треугольников основанием которых является отрезок образуемый двумя точками «а и в» (они же два спутника место нахождение которых в пространстве заведомо известно).

И так, что мы знаем?

Мы знаем, что расстояние между точками 10 000 000 м, что Дельта = точка «а» на 2 000 000 м дальше чем точка «в» плюс/минус 10 м (ключевой показатель: «погрешность в измерении дельты», но пока к нахождению линии А он не имеет прямого отношения).

Находим линию А:
- Первый шаг, находим точку «с0» нам с точность до 10 м известно ее местоположение, она лежит на отрезке «а - в» на расстоянии 4 000 м от «в» и 6 000 м от «а».
- Второй шаг, берем циркуль и выставляем на «а - с0» т.е. на 6 000 м и прибавляем к этому размеру условную единичку (например 1 м), далее проводим окружность с центром в точке «а», тоже самое проделываем с отрезком «в - с0», таким образом находим точку с1 (см. рисунок), далее по тому же алгоритму, прибавляя каждый раз по метру, находим с2, с3, с4.......сn

Соединяем найденные точки, и находим линию А.

Щет, это ж так просто!

Если разница 5 нс, это значит 5*0,3=1,5 м, то есть в пределах погрешности, можно пренебречь и считать, что Дельта равна нулю. Тогда совсем легко, надо просто верить дедушке Пифагору на слово, и тупо проводить перпендикуляр через центр отрезка «а-в», и не парится расчетами))))

))) Опять не так. Не надо никаких диагоналей, не надо пока никаких привязок к земле. Ладно. Давай по другому. Для более легкого восприятия, упростим модель по максимуму, выбросим все лишние детали, потом когда будет понятен принцип, начнем добавлять. Так...... во-первых выкидываем третье измерение, пока оно нам не нужно, выкидываем земной шарик, вернем вернем, не надо переживать)) Начнем постепенно добавлять сущности, и тут же проверять на реалистичность в реализации на цифре, потом начнем преобразования в 3Д.
Пока мы живем в2Д, что мы имеем:
- плоскость с нанесенной на ней сеткой координат. Это возможно? - да несомненно!
- помещаем произвольно на плоскости узловые ориентиры, в количестве 3 штук, и забиваем их координаты. Это возможно? - да несомненно!
- имея, допустим, такие же вводные данные к в предпоследнем посте, делаем построения по поиску линию А, как показано на последнем рисунке. Это возможно? - да!
- имея третью точку d, находим линию В, так же как и в случае с А, и далее находим пересечение линий А и В. Это возможно? - да несомненно!
Теперь главное описанную модель, можно применить в реале, привязав, предположим к какой либо земной поверхности, ну скажем к участку в океане? - да почему нет!
Дайте все вводные данные и методику школьнику и он найдет свое местоположение!

Теперь переносим все это в 3Д

Какие там могут быть сложности? Да никаких. Линии преобразуются в плоскости, а для нахождения точки нам потребуются не 3 ориентира и две линии, а 4 ориентира и 3 плоскости. Вот и все, и если есть адекватная 3Д модель земли и околоземного пространства с нанесенной сеткой координат, то какие проблемы?

автор: arctic сообщение № 40403

Как вычислить точку, находящуюся на этом отрезке, зная только высоту спутников /20 тыс.км/, расстояние между ними, измеряемое по Земле /5 тыс.км/ и вот эти 1,5 метра разницы? Хотя бы в моем упрощенном "частном случае"

Да не нужна нам высота спутника над землей нам нужно его местоположение в сетке 3Д координат, и второго, зная их координаты, кто нам может помешать соединить их линией. И вот в нашей сетке координат появляется отрезок, ориентированный четким направлением. То что ты себя поместил по середине, этого отрезка, да это частный случай, но это ничего не меняет, в любом случае дельта ограничивает наше местонахождение плоскостью которая может простираться хоть до Марса, хоть до Альдебарана, теоретически ты и там можешь находиться, до тех пор пока вероятность твоего местонахождения не будет уточнена 3 ориентиром (спутником), образующим второй отрезок и вторую плоскость. Но и этого мало две плоскости пересекутся и образуют на пересечении линию, которая так же может уходить в бесконечность, и только четвертый ориентир дав третью плоскость, которая пересечет образованную линию и даст точку на сетке координат, где ты есть, это может быть где угодно но в пределах занесенной модели привязанной к юстированной сетке, если у тебя есть адекватная и привязная модель солнечной системы, то значит в этом приделе ты и сможешь себя позиционировать.
Чет я подустал)))

МО США имеет 4 станции слежения за спутниками, три станции связи и центр осуществляющий контроль и управление за всем наземным сегментом системы. Станции слежения непрерывно отслеживают спутники и передают данные в центр управления. В центре управления вычисляются уточнённые элементы
спутниковых орбит и коэффициенты поправок спутниковых шкал времени, после чего эти данные передаются по каналам станций связи на спутники по крайней мере один раз в сутки. http://www.tracker.co.ua/gps_work.html

Знание кто где висит, то есть знание координат на 3Д сетке околоземного пространства, это основа основ. Знаем координаты = знаем расстояние между точками (спутниками).