Как работает GPS

Не знаю, как это работает, но думаю, что достаточно заупустить N (минимум 3) спутников, которые будут "излучать" сигнал по определенному протоколу, в котором будут зашиты координаты спутника, и точное время излучения сигнала.

Далее задача приемника (смартфона, навигатора) вычислить расстояния до спутников и определить свое местоположение на карте. 

Расстояние можно вычислить, зная скорость света и время излучения. Поэтому часы на спутниках должны быть точно синхронизированы. 

В вики прочитал что якобы ежедневная поправка по ОТО составляет ~37 микросекунды. Перемножим 37 мкс на С и получим примерно 11 метров. Такая получается ежедневная погрешность без учета ОТО. 

Ну вот есть статья Что глобальная навигационная система GPS говорит нам об относительности Что в ней конкретно не правильно? Только именно конкретно и именно обосновано, плиз. И как-то безответно осталось "В вики прочитал что якобы ежедневная поправка по ОТО составляет ~37 микросекунды. Перемножим 37 мкс на С и получим примерно 11 метров. Такая получается ежедневная погрешность без учета ОТО. ".

Есть немало вовсе не мифических статей:

Релятивистские эффекты в GPS

Навигационные системы учитывают релятивистские эффекты изменения времени

Еще были обсуждения: http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,92823.0.html

>>37 мкс на С это не 11 метров, а 11 км. И чем нам помогла конкретика?

ну, так тем более нужно же как-то отреагировать на столь впечатляющую ошибку без учета релятивизма, чего ты не делаешь :)

>>я не увидел, ни у одного автора, четкого понимания того КАК ЭТО РАБОТАЕТ.

Но ведь это в самом деле работает и многие разработчики наверняка описывали это не только сугубо технически. То, что тебе не попалось удовлетворившего тебя описания не значит что его нет :) Ты читал предложенные ссылки?.. Ведь если ты против утверждений о необходимости учета релятивизма, то и нужно кокнректно показывать в чем неверность утвержедний, описывающих учет релятивизма. Ведь сам-то ты не сделал рабочую систему, но считаешь, что воя модель точно рабочая, исходя лишь из силы ума и логики, а это - неверно. Даже опытный программер не может сходу написать новую для него прогу без множества ошибок, которые проверяются только на практике.

Т.е. ты не можешь голословно убеждать в непогрешимости своих моделей, но при этом утверждать о мифах в чужих :)

Так что тебе остается только один путь фалисификации: показ неверности сделанных утверждений о необходимости учета релятивизма.

vegas, непонятно ничего. Дай чертеж с последовательным построением треугольников.

да, конечно, пожалуйста, пусть потом. Пока даю реальные Алгоритмы расчета времени в GPS где зачем-то все далеко не так просто, как кажется на первый "разумный" взгляд :)

Ну.. сначала ты увренно объявил о мифизме использваония ТО в gps, но никак не обосновал этого, а теперь под это проталкиваешь свою модель и просишь обосновать ее несостяотельность :) Не очень последовательно и логично с точки зрения корреткности обсуждений. Вот я не люблю отыскивать чужие ошибки в рассуждениях и решать головоломки :)

Но твоя модель, к примеру, не отвечает на вопрос, а как учесть, что два спутника, летящие с приличной скоростью, имеют бортовые часы, натикивающие значительно медленнее, чем это допустимо для точности измерения. Кроме того, релятивисткий эффект дает и разница в воздействии гравитационного поля на поверхности земли и на спутниках, что так же добавляет лажи. Да еще и пользователь на экваторе летит с относительной скоростью 500м/c. Короче, инерциальные системы существенно не идентичны, что требует учета погрешностей.

Ты слишком сильно полюбил свою идею... даже не смотришь ссылки и другие статьи в свободном доступе, это - плохо и чревато.. :)

дело не в синхронизации часов на спутниках а в том, что изменение времени часов там приводит и к ошибке в разности фронтов полученных сигналов. Представь, что вместо частоты 10 мегагерц идет частота несколько иная. А ты рассчитываешь на фиксированную 10. Будет погрешность. Так вот, чтобы уйти от этой погрешности просто можно заранее скорректировать частоту, но учет релятивистский нужен.

Вообще тот кто реально сталкивался с проблемой определения момента прихода фронта (он не идеальный мендр), ясно, что осуществить корректное сравнение - очень непросто (я занимался этим только для ультразвуковых систем). В gps осуществлен метод синхронизации фронтов, описанный в http://do.gendocs.ru/docs/index-8728.html :

Расстояние до спутников определяется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приёмника умноженным на скорость света. Для того, чтобы определить время распространения сигнала нам необходимо знать когда он покинул спутник.

Для этого на спутнике и в приёмнике  одновременно генерируется одинаковый псевдослучайный код.

Как уже было сказано, каждый спутник GPS передаёт два радиосигнала: на частоте L1=1575.42 МГц и L2=1227.60 МГц. Сигнал L1 имеет два дальномерных кода с псевдослучайным шумом (PRN), P-код и C/A код. “Точный” или P-код может быть зашифрован для военных целей. “Грубый” или C/A код не зашифрован. Сигнал L2 модулируется только с P-кодом. Большинство гражданских пользователей используют C/A код при работе с GPS системами. Некоторые приёмники геодезического класса работают с P-кодом.

Приёмник проверяет входящий сигнал со спутника и определяет когда он генерировал такой же код. Полученная разница, умноженная на скорость света (~ 300000 км/с) даёт искомое расстояние.

Использование кода позволяет приёмнику определить временную задержку в любое время. Кроме того, спутники могут излучать сигнал на одной и той же частоте, так как каждый спутник идентифицируется по своему псевдослучайному коду (PRN или PseudoRandom Number code).

Ладно, конкретно возражения по твоей схеме.

>>если разница хода равна 0, то мы смело можем прокладывать линию А1, она будет перпендикуляром линии А2 проходящим через центр отрезка «а - в».

Может быть множество вариантов когда при равном расстоянии до 2-х спутников  по линии равноудаленной от них, но опоясывающий земной шар.  А вот если считать расстояние до спутников, тогда и появляется определенность, но для этого нужна четкая одновременность передачи и приема, и делается в реальных системах постоянной подстройкой часов gps-приемника.

А что будет, если 3 спутника окажутся на одной линии или настолько близко к ней, что пересечение равноотстоящей между спутниками линий приведут к слишком малой точности? Измерение окажется невозможным в этой "мертвой зоне".

Кроме того, gps  должно определять высоту, т.е. определять местоположение не на плоскости а в пространстве просто потому, что разница высот на поверхности земли слишком велика (в горах, например).

Думаю, что можно задать еще немало таких уточняющих картину вопросов по мере приближения модели к реальности.

Не зря очень долго вообще не могли приступить к реализации, даже эту программу закрывали в америке.

Есть такое психическое явление: иллюзия "да это же очень просто!". Не буду касаться механизмов ее (хотя они достаточно понимаемы), но главное - методология исследований.

Если есть какое-то решение, которое развивается множеством различных коллективов профессионалов и имеет при данном состоянии технических возможностей в мире определенную сложность реализации, а непрофессионалу оно кажется неоправданно сложным потому как он видит принцип намного проще, то возникают варианты. 1. Все профессионалы чего-то хором не понимают, а вот этот новичок в проблеме - гениально увидел верное решение. 2. Новичок просто не представляет себе все особенности реализации и просто заблуждается.

Что более вероятно?

Безусловно, несоизмеримо более вероятно второе (особенно если более простая реализация не является чем-то в самом деле необычным, а такие рассуждения - вполне тривиальны, особенно для профессионала) и поэтому методологически сразу становиться на позиции превого - чревато не только этическими, но психопатологическими последствиями, что множество раз на живых примерах демонстрировалось на этом сайте. Но так хочется верить в свою гениальность, что идея все более вынашивается. И тут было бы очень не корректно (в первую очередь к возможным наблюдателям) сразу радостно и в полной уверенности утверждать собственную непогрешимость и ошибочность, а то и параноидальную мифологизацию ошибочности всех тех, кто давно реализует и практически развивает принцип. Ведь есть процент доверчивых, очень склонных к вере в одиночек-гениев, у которых углубится асоциализация. Т.е. таким заявлениями социуму наносится определенный вред. Другое дело просто сказать: вот мне кажется, что можно было бы сделать так-то, намного проще, допускаю, что ошибаюсь, но в упор не вижу где и дам ящик коньяка если мне откроют глаза.

Когда я вижу настолько очевидный выбор, то просто становится очень лень разбираться, в чем же именно не прав словивший иллюзию. Тем более, что таких случаев чрезвычайно много от детей в возрасте попирания истин до взрослых. Доказывающий свою правоту должен сам ее доказывать, пусть и с корректной помощью если ее попросит, а большинство предлагает доказать, что он не прав.

Ты, vegas, сначала сделал громкое параноидальное заявление (это не в обиду, а констатация), а потом пошел по второму пути, так что навожу в этом порядок, соотвествующий правилам этого сайта :)

Насчет "бутылку хорошего виски, или коньяка, по желанию". Часы на компе постоянно синхронизируются удаленно. Часы на навигаторах постоянно синхронизируются гораздо более точно и достаточно, чтобы обеспечить нужную "одновременность". Это - факт.

>> я ведь не ставил под сомнение сам факт возможности синхронизации

... Нет никакой возможности установить синхронизацию часов между двумя точками разнесенными в пространстве, если расстояние между ними неизвестно. ...НИКОГДА!!

:) бутылку можешь оставить себе :) Я не вижу никаких препятсвий синхронизации без занния местоположения с определенной точностью. Что и делают все системы тайм-штампа во всем мире, к одной из которых подключен твой комп :)

Вот еще тебе камешек в твою модельку (кроме того, что у тебя она не учитывает загиб поверхности Земли и горы, а так же мертвые зоны, которые ни один заказчик не простит). В навигаторах нет никаких зашитых карт с местоположениями спутников. С каждого спутника время от времени дается инфа: время инфы, координаты спутника, вектор траектории. Т.к. часы навигаторов все время синхронизируются, то они могут вычислить точные координаты спутника, а тез синхронизации это - проблема.

Короче, считаю, что твоя модель раздолбана и ни один заказчик не предпочел бы такую простоту в самом деле нормальной надежности :)

Судя по реализации Network Time Protocol, расстояние они не знают. Зато используют время на прохождение сигнала от одного узла к другому.

http://en.wikipedia.org/wiki/Network_Time_Protocol

Я как сторонник философии Планона считаю, что модель vegas-а имеет право на существование. Но рассматривать её нужно именно как идеализированную методику нахождения положения точки на листе бумаги. Понимая, что при попытке реализовать её в реальности мы столкнемся с массой непредвиденных факторов, из-за которых модель придется усложнять, внося новые и новые параметры. Так постепенно, как в разложении какой-нибудь хитрой функции в ряд Фурье, внося новые и новые уточнения, мы придем к реализации, которая будет работать.

Ты своеобразно понимаешь синхронизацию часов. И тут, конечно, есть различия втребованиях синхронизации атйм-штампа и навигаторов. Для тайм-штампа достаточно привязываться к гринвическому меридиану. Для навигатора вообще не обязательно знать точное время по гривичу, а важно подстраивать частоту работы генератора часов, как и на спутниках. Для этого на спутниках стоят атомные высокоточные генераторы и важно не сколько сейчас часов и минут, а чтобы частота была достаточно стабильна.

Насчет синхронизации положения спутников ты как бы не заметил :) а без него не работает модель :) ведь у тебя часы навигаторов не синхронизируются, нет "одновременности".

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.

Что-то затянулись попытки взаимопонимания, несмотря на обилие всяких схем :)

arctic, я попробую описать предлагаемую vegas модель парой очень простых фраз.

Время между сигналами двух спутников при известном их местоположении дает не линию, а плоскость равноудаления от обоих. Чтобы определить точку навигатора необходимо пересечение трех таких плоскостей. Все, вот как мыслит vegas.

На самом деле у vegas нет координат спутников потому как в навигаторе не возможно зашить карту всех их состояний, а синхронизацию частоты навигатора vegas не предполагает (кстати, синхронизация - от греч. συνχρόνος — одновременный — процесс приведения к одному значению одного или нескольких параметров разных объектов, например, синхронизация кода двух программеров.). Еще отсутствие синхронизации делает невозможным достаточную точность определения разности времен сигналов потому как стабильность кварца без термостатирования не превышает 4-х знаков. Но если синхронизировать частоту навигатора, то и метод vega совершенно не нужен: очень хорошо все мерится напрямую через расстояния до спутников. Кроме того, не нужна никакая карта расположения спутников, а достаточно короткой пачки информации от них (выше говорил). Т.е. модель vega принципиально не реализуема, что было ясно давно. При том, его минимальная конфигурация числа спутников - 3, в то время как для нормальной gps -2. Но у нормальной используется на 1 спутник больше для определения погрешности, что увеличивает надежность измерения. У vega же для той же цели пришлось бы добавить еще 2 спутника (Nmin -1).

Обсуждение столь пространно из-за недостаточности понимания обоснованности существующей gps, хотя пытался дать ссылки сразу, и обсуждение могло бы быть полезно только утрамбовыванием понимания такой обоснованности, чего до сих пор не происходило.. :)

сорри, не просек твой замысел...

Мой врач сказал что мне не удастся захватить мир... Глупый наивный раб!