Короткий адрес страницы: fornit.ru/96375 📋

Как работает GPS

← К списку тем раздела «Дискуссии»

vegas 23.11.2013 00:41
Предлагаю начать дискуссию на тему: «как работают системы глобального позиционирования».
Как мне видится в этом вопросе много белых пятен и мифов. И один из наиболее распространенных мифов: «без релятивистских поправок никуда»
Предлагаю начать с максимально общих, базовых механизмов, и переходить к деталям лишь по мере крайней необходимости, дабы не утомлять возможных интересующихся этой темой наблюдателей.
Итак, начнем.
Вот модель действующей Системы.
Отвечаем на один вопрос: Каков минимальный список вещей (условий) необходимых для позиционирования?

1) Нам нужна 3Д модель земного шарика - Окей, есть такое дело, заодно поместим его центр в центр 3Д коардинат глобальной СО.

2) Нам нужно N количество маячков вокруг этого шарика, так чтоб с любой точки на поверхности шарика можно было видеть как минимум три маячка, и так чтоб координаты каждого маячка были доступно известны - Окей, сделали, идем дальше.

3) Нам нужно чтоб все маячки синхронно пульсировали, и чтоб каждый имел свой неповторимый цвет - Задачка чуть посложнее, но вполне себе решаемая, есть, идем дальше (представим себе некоего дирижера который взмахивает палочкой, и каждый маячек ему вторит, зная свое место, а следовательно и время своей задержки от момента получения сигнала от дирижера из которого он вычисляет момент своей вспышки).

4) Нам на земле нужен секундомер и моделька включающая пункт 1 и 2 - Окей, сделаем.

И........................ И все ребята, больше нам ничего не надо!!!)))

STR 23.11.2013 01:15

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. 

vegas 23.11.2013 10:07
Работа GPS - это сплошные мифы!

Об одном мифе выше я уже упомянул, второй миф будто бы часы на маячках (спутниках) должны быть непременно синхронизированы с приемником на земле, и якобы чем лучше тем точнее позиционирование, третий..... Нет, стоп, чтоб было легче общаться я мифы перечислю в одном списке и пронумерую.

И так, представляю список мифов GPS:

1) Релятивистский - миф о том, что якобы без релятивистских поправок в ход бортовых часов спутников, невозможно точное позиционирование!

2) О Синхронизации - миф утверждающий, что позиционирование происходит за счет очень точной синхронизации бортовых часов спутника и часов приемника!

3) Об атомных часах - миф о том, что якобы чем точнее ход часов на приемнике тем точнее позиционирование, отсюда делается вывод что когда появятся компактные атомные часы в приемнике, вот тогда заживем, точность будет, якобы уже сантиметровая!

4) О Расстоянии - миф об основном механизме позиционирования, смысл которого в том, что якобы приемник на земле устанавливает расстояние до спутника от которого получил сигнал и за счет этого делает дальнейшие вычисления позиции!


Как видно из списка, получается, что наши знания о работе GPS и ГЛОНАСС - это сплошь одни мифы!! Как так могло случиться, если честно.......... ума не приложу))))
(Потому видимо и затеваю данную дискуссию)

Развеивать мифы я намерен, с помощью простого языка, всеми любимой Логики великого Аристотеля, и Бритвы Аккамы. Надеюсь, никто не против такого набора))
nan 23.11.2013 10:18

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

vegas 23.11.2013 11:47
автор: nan сообщение № 40335
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


Я предлагаю иной путь, конкретика чаще наносит больше вреда для процесса понимания, чем пользы. И лучший тому пример, ты нан, демонстрируешь сам: 37 мкс на С это не 11 метров, а 11 км. И чем нам помогла конкретика?

Для понимания нам нет необходимости прибегать к числам, я так же постараюсь обойтись без формул, и сложных терминов. На мой взгляд, лучший путь к понимаю, идти от Простого к Сложному. Для начала я покажу работу очень простой модели, которая РАБОТАЕТ, а вот дальше начнем ее критиковать и добавлять по мере необходимости «Конкретику» так я сэкономлю и свое и чужое время.
На самом деле я сам прошел такой путь. Как то ненароком, (черт меня дернул, проклятое любопытство)))) я заинтересовался, а как работает эта штука! И на тебе, читая разного рода материалы: статьи, научные труды и т.д., я не увидел, ни у одного автора, четкого понимания того КАК ЭТО РАБОТАЕТ. Большинство материалов нацелено, либо на распространение мифов, либо наводит тень на плетень, и сыпет «Бессознательным»))))

В первом моем посту показана простая моделька.

А теперь как это работает.

Для начала, обойдемся даже без 3Д карт земного шарика.

Для простоты, давайте представим, что наши маячки сигналят не светом, а звуком и у каждого маячка своя нота.

И так, я стою в поле и у меня есть только карта с расположением маячков и секундомер. И вот раздается короткий гудок, допустим в тональности ноты «ДО». Я тут же жму на секундомер, ждем…….. Оп, второй гудок «СИ», стоп секундомер.

И так, теперь, зная из тональности, что это за маячки я прокладываю на карте отрезок, соединяющий их между собой, далее имея разницу хода секундомера между ними, и зная, скорость звука, я могу вычислить разность расстояния моего местоположения между ними.

Пока еще мне это мало что даст, я смогу лишь, через построение множества треугольников, рассчитать линию на карте, на которой я нахожусь, назовем эту линию - А

И так, ждем третий гудок, но прежде дожидаемся звучания наших знакомых либо «ДО» либо «СИ» пусть будет «СИ», далее еще раз включаем секундомер и ловим третий гудок, пусть это будет «РЕ».

Теперь находим линию нашего местоположения исходя из построения множества треугольников в основании которых лежит отрезок «СИ» и «РЕ», и назовем эту линию - В
Следующий шаг, находим пересечение линий А и В, и все, точка пересечений этих линий и будет мое местоположение.

Заметьте мне не потребовались: ни часы, ни синхронизация этих часов с маячками, ни расчет моего расстоянья до этих маячков, ничего из того на чем якобы работают глобальные системы позиционирования.

Оказывается это очень просто, и мне потребовался абсолютный минимум!


Удивительно не правда ли!!! ))
nan 23.11.2013 12:19

>>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.

usr 23.11.2013 12:41

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

vegas 23.11.2013 15:01
[картинка скрыта]автор: usr сообщение № 40344
vegas, непонятно ничего. Дай чертеж с последовательным построением треугольников.




Сейчас все объясню.

Продолжаю моделировать ситуацию.

Я в поле, и у меня из инструментов только обычная карта на бумаге с обозначенными на ней маяками, секундомер...... и + добавляю еще две вещи: циркуль и карандаш, все.


И так, ищем линию А через нахождение вершин множества треугольников основанием которых является отрезок образуемый двумя маячками (они же две вершины треугольника).
Что мы заведомо знаем? Мы знаем что есть две крайности, два предела:
1) разница хода до маячков не может быть меньше 0.
2) разница хода не может быть больше 1, за единицу мы берем длину отрезка между маячками «а и в» (см. рисунок)

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

Если разница равна 1, то это линия А2, только на этой линии есть точки удовлетворяющие требованию, разница хода равна 1, то есть самому отрезку.

Сложнее с линией А3, но здесь нам поможет циркуль.
Первый шаг, находим точку «с0», она лежит в заданной разнице хода, всегда больше ноля но меньше единицы, второй шаг, берем циркуль и выставляем на «а - с0» и прибавляем к этому размеру условную единичку (в данном случае единичка это шаг построения), далее проводим окружность, тоже самое проделываем с отрезком «в - с0»
и находим точку с1, далее по тому же алгоритму находим с2, с3, с4.......сn

Таким образом находим линию А3.
Примечательно, что в идеале это будет всегда Нормальная кривая линия, с увеличивающееся дисперсией по мере приближения к А1 и уменьшающейся с приближением к А2, но эт так к слову.

Что касается твоих вопросов, нан, то о них если позволишь, чуть позже, сейчас ответы будут звучать вырванными из контекста.
nan 23.11.2013 15:20

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 :)

vegas 23.11.2013 16:27
Так вот, а теперь я обращаюсь за помощью.
Помогите уничтожить, разметать в пух и прах предложенную мною модель. Сам я пытался, и не раз, но пока безуспешно.
Если не получится уничтожить, то придется идти дальше, и экстраполировать данную модель, в качестве действующего ядра, уже на реальные системы.
И не без оснований, есть немало признаков того, что реальные системы работают именно на этих принципах.
nan 23.11.2013 17:54

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.. :)

arctic 23.11.2013 18:22
автор: vegas сообщение 40340
А теперь как это работает.

У тебя положение определяется вроде только в движении, а навигатор достаточно положить на окошко, включить, и минуты через три он определит свои координаты.
Самое главное - он ничего и никому НЕ передает, работает исключительно как приемник. Ну, это для тех, кто сомневается или тупо не знает. А поэтому и нужна какая-то синхронизация навигатора со спутником, так как обратной связи тут нет /как в сотовых телефонах/ и роль этой синхронизации играет как раз "одинаковое" время в спутниках и в навигаторе.

Спутники - "знают" свое положение на Земле по перпендикулярной проекции, навигатор принимает эти данные от ДВУХ спутников, проецирует их на зашитую в него карту и выстраивает отрезок между этими двумя проекциями-точками на своей карте. А к какой точке отрезка он ближе, уже вычисляет по времени прохождения сигнала от спутника, путь которого является гипотенузой прямоугольного треугольника. Итого выходит два прямоугольных треугольника с известным одним катетом /высота спутника/ и гипотенузой /путь сигнала/ у каждого, а второй катет вычислить не представляет никакой сложности.

Если навител берет 3 спутника, то три прямоугольных треугольника, если четыре - то четыре и так далее. У меня "видел" самое больше вроде 7, если мне память не изменяет, но обычно 3-4.
Три спутника /мин/ нужны для того, чтобы навигатор еще вычислил и свою высоту над уровнем моря, а для плоской поверхности достаточно двух, сам сколько раз видел )

Случай, когда навигатор "берет" 2 спутника, НО! - находится в стороне от соединяющей их линии, тоже легко объясняется, при желании. Такие случаи довольно редки, но бывает, что едешь лишь по двум и точка на карте никуда не прыгает. Думаю, он просто на какое-то время запоминает, где находится, а при первейшем "схватывании" третьего спутника фиксирует такую свою "кратковременную" память.
vegas 23.11.2013 18:32
Нелогичным, возможно, но лишь при первом приближении.

ТО и релятивизм это конечно, остренькое, но все же я бы просил обратить внимание и на другие мифы.

А что касается релятивизма, так в том то и дело, что получается он просто не нужен. Обрати внимание, синхронизировать нужно между собой только группировку спутников, а они летят с одной скоростью и на одной высоте поправка 0.

Поправки нужны были бы, если бы требовалась синхронизация между землей и космосом, приемником и передатчиком. Но я четко показал, что необходимости в такой синхронизации нет! Я специально везде упоминал про секундомер. А вот часы нам на земле, совершенно не к чему. На наших часах может показывать хоть прошлый век, все ровно! Нас интересует только разность прихода сигналов от одного спутника и от другого - все! Все остальное мы сделаем сами (это упрошение, так было бы если бы все спутники весели на геостационаре, но они не стационарны, но это детали суть не меняющие, если будет потребность объясню).

Главное синхронизировать землю с космосом НЕ НАДО, а следовательно и поправки не нужны, все что нам нужно, это уверенность в том что все спутники одновременно посылают один и тот же сигнал, и что они находятся именно там где заявлены, остальное мы можем посчитать сами!
arctic 23.11.2013 18:56
автор: vegas
Релятивистский - миф
О Синхронизации - миф
Об атомных часах - миф
О Расстоянии - миф
синхронизировать землю с космосом

Релятивизм имеет отношение к ДжиПиЭс постольку, что скорость спутника влияет на скрость времени в нем, другими словами - время в спутнике течет немного медленнее, чем на Земле. А отсюда и дополнительная погрешность, которую убрали, "включив" время в спутниках немного быстрее. Вот и весь релятивизм.
И синхронизация... она нужна, навигатор должен знать время выхода сигнала из каждого спутника, чтобы определить время его прохождения, а значит и расстояние, причем синхронизация между спутниками и навигатором в комплексе. В спутниках да - атомные часы, постоянно корректируемые в автоматическом и принудительном режимах, в навигаторе их конечно нет, но что мешает при включении тупо засинхронизировать его с любым из спутником по какому-нибудь спецовому стробу оттуда и поддерживать эту синхронизацию все время работы?

По поводу синхронизации Земля-Космос ничо не понял, откуда ты это взял? )
nan 23.11.2013 18:57

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.

[картинка скрыта]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).

arctic 23.11.2013 20:46
автор: vegas сообщение 40363
все что нам нужно, это уверенность в том что все спутники одновременно посылают один и тот же сигнал, и что они находятся именно там где заявлены

А... ну въехал, к чему ты. Ладно.
Пускай все спутники в один и тот же момент выдали сигнал, причем в нем зашифрованы и координаты каждого из них и своя, "личная" метка, и навигатор все это принимает и понимает. Далее:

- пришел сигнал от спутника "А", навигатор - "я понял кто ты и где ты"
- пришел сигнал от спутника "В", "навигатор - я понял, кто ты и где ты"

Далее навигатор вычисляет время между принятиями этих двух сигналов, понятно, есть она у него, эта дельта. А дальше что? Тут пока непонятно.
Если можно, как-нить попроще, что там далее то... )
nan 23.11.2013 21:26

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.

vegas 23.11.2013 21:48
автор: arctic сообщение № 40368
- пришел сигнал от спутника "А", навигатор - "я понял кто ты и где ты"
- пришел сигнал от спутника "В", "навигатор - я понял, кто ты и где ты"

Далее навигатор вычисляет время между принятиями этих двух сигналов, понятно, есть она у него, эта дельта. А дальше что? Тут пока непонятно.
Если можно, как-нить попроще, что там далее то... )


Да все абсолютно верно, именно так.
И этого достаточно! Зная дельту мы можем найти линию на которой мы находимся. А узнав еще одну дельту с другим спутником мы можем прочертить еще одну линию. Пересечение этих линий и есть наше место положение. И никакой синхронизации не надо!
Более подробно смотри мой пост с рисунком.

Я скажу более, процесс синхронизации не возможен без знания своего местоположения и местоположения контрагента.
Нет никакой возможности установить синхронизацию часов между двумя точками разнесенными в пространстве, если расстояние между ними неизвестно. Другими словами процесс синхронизации это дорога с односторонним движением - всегда сначала нахождение своего места потом синхронизация, и никогда наоборот! НИКОГДА!!

Скажу еще больше, добью так сказать, если б это было возможно то это напрямую бы противоречило ТО, так как это означало что возможна мгновенная передача информации между двумя разнесенными в пространстве точками.

И еще, я вполне серьезно, если кто либо убедительно покажет способ синхронизации часов двух точек разнесенных в пространстве, без Предварительного нахождения расстояния между ними, тому я ставлю бутылку хорошего виски, или коньяка, по желанию!
Как это реализовать - договоримся!
arctic 23.11.2013 22:50
автор: vegas сообщение 40370
Зная дельту мы можем найти линию на которой мы находимся.

Понятно.
1-й спутник говорит - "Я тут!"
2-й спутник говорит - "А я тут!" /допустим через 10мкс от 1-го сигнала/
3-й спутник говорит - А я вот тут!" /через 20 мкс от 2-го сигнала и через 30мкс от 1-го/

Итого навигатор понимает что :
Он находится ближе всего к 1-му спутнику, потом идет 2-й, а потом 3-й. Далее он вычисляет по этим разницам в приеме сигналов свое местоположение, так как спутники ему передали и свои координаты. Самое интересное, что это все реально организовать программно, как я думаю.
Нюанс такой - КАК навигатор поймет, что 1-й спутник на данный момент к нему ближе всех и именно от него и нужно плясать, приняв за точку отсчета?

Кстати, про принудительную и одностороннюю синхронизацию - если у меня стоят часы на стене, то я могу двигать их стрелки пальцем, то есть "синхронизировать" с другими часами. Также и спутник синхронизирует навигатор, передавая ему строб-импульс, пока он включен.
vegas 23.11.2013 23:14
автор: arctic сообщение № 40372
Нюанс такой - КАК навигатор поймет, что 1-й спутник на данный момент к нему ближе всех и именно от него и нужно плясать, приняв за точку отсчета?

Очень просто , предположим они передают алфавит по кругу, или концерт Чайковского, ты можешь вклинится в любой момент, и тем ни менее быстро врубиться кто ближе всех.

автор: arctic сообщение № 40372
Кстати, про принудительную и одностороннюю синхронизацию - если у меня стоят часы на стене, то я могу двигать их стрелки пальцем, то есть "синхронизировать" с другими часами. Также и спутник синхронизирует навигатор, передавая ему строб-импульс, пока он включен.


Неверная аналогия. Когда ты двигаешь стрелки пальцем ты находишься и с одними и со вторыми часами в одном месте, то есть твои часы пространственно не разнесены. Для того чтоб передавать принудительный сигнал на синхронизацию, надо знать время задержки, это то время которое сигнал находится в пути к приемнику, представь себе модель со звуком (ее, просто, человеку легче представить, но со светом все тоже самое). Если тебе неизвестно сколько сигнал провел времени в пути, то ты ни как не сможешь ни к чему принудить приемник, а спутник очевидно что понятие не имеет где ты находишься и еще миллионы других пользователей.
arctic 24.11.2013 00:02
автор: vegas сообщение 40374
они передают алфавит по кругу

Как спутники передадут алфавит, если навигатор не различает их ни по каким признакам, они для него все одинаковые? И в каждый момент времени группа спутников, видимых навигатором - случайна. Все-таки я не понимаю, как навигатор определяет, какой из них первый?

Под синхронизацией тут понимается обнуление навигатора и последующая готовность принимать сигналы, то есть та самая точка отсчета, после которой он уже и может определить "первый" спутник, а далее и все остальные. По твоей версии
vegas 24.11.2013 00:35
По факту каждый спутник должен передавать в одном акте передачи сигнала, пакет с инфой:
1) групповую инфу (к примеру алфавит, но это так же может быть любой другой известный заранее набор последовательностей, работает это очень просто, ты слышишь букву А от одного спутника, а потом эту же букву от другого, но ты знаешь, что весь алфавит они читают в унисон, синхронно, а разницу ты слышишь только потому-что они не на одном расстоянии от тебя);
2) индивидуальную инфу (как вариант цвет, но естественно в реале это какой нибудь ID номер);
3) свое местоположение (в реале оно у них постоянно меняется поэтому инфу надо обновлять, в терминах GPS - альманах);
4) бортовое время (оно действительно необходимо, но не для позиционирования приемника, а для позиционирования спутника, поскольку они движутся относительно поверхности земли, если бы они висели на геостационарных орбитах, в этой функции не было бы никакой необходимости, но на геостационаре они не смогли бы покрывать всю землю).
nan 24.11.2013 09:23

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.

vegas 24.11.2013 13:05
автор: nan сообщение № 40377
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".


Все верно, чем шире разбросаны спутники тем более точное позиционирование, так в реале и есть. Именно по этому GPS хуже работает ближе к полюсам, чем ГЛОНАСС. Угол наклона орбит к плоскости экватора у них меньше.

(те ссылки что ты мне скидывал ранее, я читал одними из первых, и на этот форум я наткнулся еще тогда, через поисковик яндекса, 2-3 месяца назад, именно по тому что в них ответа я не нашел, я и стал копать глубже).

автор: nan сообщение № 40377
Есть такое психическое явление: иллюзия "да это же очень просто!"



Когда я говорил очень просто нельзя забывать, что речь идет о идее, о концепции, ядре, теории.
И нет ничего удивительного, что по факту реализация очень сложна. Вообще когда речь идет о космосе там простого ничего нет.


автор: nan сообщение № 40377
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


Согласен. Сам очень недоверчиво отношусь к подобным вещам, к разного рода теориям заговоров и т.д.


автор: nan сообщение № 40377
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.


))) Не так не пойдет, меня интересует механизм, а не простая констатация факта. И потом, я ведь не ставил под сомнение сам факт возможности синхронизации, я утверждал что операции «синхронизация» всегда предшествует операция «позиционирование» (см. мой соответствующий пост). Сначала «позиционирование» потом «синхронизация», только в такой последовательности, и нет никакой возможности обойти это правило. Именно понимание этого факта и подвигло меня на поиски ответа на вопрос: «блин что за фигня, так как же это тогда работает?»

Для того чтоб не было двусмысленностей, ввожу конкретные условия задачи.

Условия:
Мы это две группы по 3 человека. Мы в пустыне. В разных местах. У нас есть чудовищно мощные мегафоны (кто помнит, как в фильме Кин-дза-дза))), часы с секундомером, карты местности, карандаш, линейка, циркуль.
Нам известно что нас разделяет не менее 10км и не более 1000км (мегафоны бьют на 5000км)

Задача:
Установить синхронизацию с точностью до 0,1 сек.
nan 24.11.2013 13:45

>> 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 :)

usr 24.11.2013 14:05
автор: vegas сообщение № 40370:
Нет никакой возможности установить синхронизацию часов между двумя точками разнесенными в пространстве, если расстояние между ними неизвестно.

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


автор: nan сообщение № 40379:
Короче, считаю, что твоя модель раздолбана и ни один заказчик не предпочел бы такую простоту в самом деле нормальной надежности

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.

vegas 24.11.2013 14:42
автор: nan сообщение № 40379
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 :)


Фраза выдернута из контекста, слова, «синхронизация» и «НИКОГДА», относится к процессу который мы обсуждаем, то есть к глобальному позиционированию. А эти процессы работают на наносекундных масштабах. Если ты возьмешь и тупо передашь бортовое время спутника приемнику, действительно синхронизация произойдет, вопрос в погрешности, при таком варианте она будет составлять не менее 0,066 сек а наносекунда это 0,000000001 сек, как говорится почувствуйте разницу. Даже если ты просто автоматом вычтешь время полета сигнала к земле те самые 0,066 сек, один хрен останется неизвестным твое местоположение на поверхности полушария, а полушарие это 22 000 км, что будет так же в районе 0,07 сек. Короче без знания твоего местоположения невозможно установить требуемую точность синхронизации, вот и все. А то что твой и мой компы синхронизируются, само собой, это значит только то, что этой точности достаточно, точности которую обеспечивает скорость света и ограничивает размер земного шарика. Когда то людям была достаточна синхронизация плюс минус неделя, например для сбора урожая. Поэтому единственное в чем я соглашусь, так это в том что надо было либо привязать к конкретному процессу, либо указал конкретную точность. в числах.

Так что пока бутылка остается у меня (точнее в магазине))))

Что касается позиционирования по высоте, то в моей модели она возможна при наличии четвертого спутника. Дело в том что в трех мерном пространстве три спутника дают пересекающиеся две плоскости, которые образуют кривую линию, место входа этой линии в земной шарик, и дает позиционирование привязанное к поверхности земли, это будет псевдоистинная позиция, кстати будет и место выхода этой линии из земли, но эту позицию модель отбрасывает, автоматом как нереалистичную. Если кому-то будет необходима высота, то четвертый спутник даст еще одну плоскость и вот пересечение этой плоскости с упомянутой кривой линией и будет его истинное местоположение. (ровно так же как и в реале, правда в найденных мною соответствующих материалах обычно объясняют это тем, что четвертый спутник дает более точное время, и поэтому появляется возможность позиционирования по высоте, как четвертый спутник улучшает синхронизацию правда не пишут).



nan 24.11.2013 15:01

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".

arctic 24.11.2013 17:01
автор: vegas сообщение 40376
каждый спутник должен передавать в одном акте передачи сигнала, пакет с инфой:

Ну теперь понял. Сначала подумал, что каждый спутник передает только ОДНУ свою букву, но по очереди, ну группа людей выкрикивала бы каждый свою букву по кольцу.
То есть, в каждом навигаторе должна быть зашита эта эталонная последовательность, от которой он отталкивается при каждом своем включении, пускай это будет алфавит /хотя достаточно и 3-5 знаков, ну да ладно/. Включаешь его, он начинает ловить сигналы спутников, по первому и сигналу с любого спутника определяет, какая буква алфавита следующая, ждет ее передачи, принимает от ближайшего спутника, далее от всех остальных и начинает вычислять разницу между ними. Так?

Тут 2 замечания:
- 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 )
- и второе, более существенное - в каких единицах определяется эта разница в прохождении сигнала и откуда эти единицы берутся в навигаторе, а тем более в миллионах навигаторов, причем они просто обязаны быть одинаковые, и одинаковые... ну скажем - до ужаса. Атомных часов там точно нет, есть кварц, но он довольно хиленький.
................................................
И это... ты пиши по-возможности покороче и как бы самую суть, но сам там смотри как бы со стороны, чтобы было понятно другим. Так как никто не обязан разбираться в чужих мыслях, как бы они не казались собственнику этих мыслей очень простыми и понятными, это очень непросто, поверь. И если уж кто-то начал вдаваться в такие хитросплетения, то такие вещи нужно ценить, иначе запросто можно остаться со своими мыслями один на один и свариться в собственном соку.
Это не в обиду, просто к слову, пока вроде все нормально )
vegas 24.11.2013 17:30
автор: nan сообщение № 40382
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.


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. Вопрос именно в событиях а не в фазах частот, и для синхронизации спутника с приемником на земле, необходимо синхронизировать события, а именно: событие 1) «момент излучения сигнала»; и событие 2) «момент приема сигнала».
Так вот, сделать это с необходимой точностью, повторюсь, без знания своего местоположения невозможно!!

Как то без внимания осталось моя ремарка, на тот, счет, что вообще-то говоря, утверждение о возможности синхронизации (далее и везде чтоб не засорять текст, под синхронизацией будем понимать именно, достаточную, или если угодно абсолютную синхронизацию) без знания местоположения напрямую противоречит ТО, так как по своей сути провозглашает, возможность передачи информационного сигнала - мгновенно!Да, это единственный способ обойтись без позиционирования в пространстве.

В одном из своих вышеприведенных постов я нарисовал простенькую задачку, которая имеет как минимум, четыре решения. Все они базируются на предварительном позиционировании. Если кто считает иначе, прошу на сцену, в той задачке все есть, и понятные всем даже ребенку инструменты и простые внешние условия. Давайте покажите. Если нужно к обоснованию привлечь какой нибудь диковинный «трансклюкатор» - Окей, только объясните как он работает!

автор: arctic сообщение № 40383
И если уж кто-то начал вдаваться в такие хитросплетения, то такие вещи нужно ценить,


Полностью, согласен.
nan 24.11.2013 17:58

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.

arctic 24.11.2013 18:42
автор: vegas сообщение 40381

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?
vegas 24.11.2013 19:50
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.
arctic 24.11.2013 20:53
автор: vegas сообщение 40387
дельту мы измеряем в количестве оборотов, или тактов

Так.. Период в 1 наносекунду это путь сигнала 300 метров и частота 1 гГц, при точности 3 метра /допустим/, это уже 0,01 нС и частота 100 гГц. Такую частоту в бытовых навигаторах использовать довольно проблематично /хотя реально, в принципе/, но если учесть, что заполнять каждый отрезок-разницу в прохождении сигнала нужно минимум 100 импульсами, то умножаем 100 гГц еще на 100, получаем частоту заполнения 10.000 гГц... А это уже нереально, как мне думается.

Это первоначальные прикидки, без конкретных примеров типа "а пускай первый спутник даст сигнал, от второго сигнал прилетит чере n наносекунд после первого, заполним разницу определенной частотой..." и так далее. В общем, у меня эта частота навскидку вышла вот эти 10.000 гГц, то есть 10.000.000.000.000 /десять тысяч миллиардов/ колебаний в секунду. Это при заложенной погрешности 2-3%, погрешности ТОЛЬКО от частоты заполнения навигатора, все остальные погрешности пока не учитывал.
У тебя есть соображения по этому поводу? Про частоту?
Про "1-й, 2-й и третий спутники" и их роль в приведении навигатора в первоначальное состояние пока недопоняли друг друга, ну лан потом.

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

Упс... на 3 порядка ошибся, 300 метров это не 1 наносекунда, а 1 МИКРОсекунда. А соответсnвенно и итоговая частота не 10.000 гГц, а всего лишь 10 гГц. Ладно, тоже вообще-то jмного, но блин лажа все равно моя. Ну поговорим еще, по-любому, но попозже. Может завтра )))
vegas 24.11.2013 23:44
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.
arctic 25.11.2013 16:20
автор: vegas сообщение 40391
http://ru.wikipedia.org/wiki/Когерентность
Ну каГбе если уж и пошла игра в точные термины, то тут и опечатку можно принять за истину, что у меня и вышло:
автор: vegas сообщение 40384
скоррелироВАТНОСТЬ
, и все бы ничего, но меня еще и "-ватность" сбила с толку, мож думаю, есть такое понятие - как-то и чего-то там "скорреливаттировать", вот и уточнил. Ну да ладно )

автор: vegas сообщение 40391
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.
Не, неправильно ты прикидываешь.
Тут как? - Высота спутников 20.000 км, расстояние между ними... не знаю, но думаю около 5.000 км /при измерении по Земле, есесно/, - если исходить из 3-х орбит по 8 штук на каждой, учитывая длину экватора 40.000 км.
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".
Вспоминаем - между спутниками 5.000 км, это 5.000.000 м, примем "точность" определения положения 10 м, делим 5.000 км на 10 м, выходит коэффициент заполнения в 500.000 единиц /просто единиц, хотя их можно назвать и дискретами позиционирования/, которые и упакованы в эту задержку 8,27 нС. Ну и делим 8,27 н на 500.000 дискрет по 10 метров каждая - получаем период 0,00001654 нС. Переводим в частоту - почти 60,5 гигагерц. это при точности 10 м. А при 1-м метре частота будет вообще 605 гГц.
Чипсетов, работающих на таких частотах, не существует в природе, хотя теоретически все вроде и сходится
vegas 25.11.2013 21:54
[картинка скрыта]

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.
arctic 25.11.2013 22:18
Воу... Ты торопишься выложить все и сразу, без промежуточных объяснений, а поэтому нифига ничо и непонятно. На рисунках тоже, кстати. Не нужно кучи спутников, пока только 2, и есть дельта прохождения сигналов от них, так вот скажи, что ты собираешься делать с этой дельтой? То, что заполнять ее частотой, это понятно, тогда - какой? И из каких соображений именно такой?

Про всяческие плоскости, вершины треугольников, пересечения штрихов и расстояния до спутников, это потом. Плоскость кстати есть, по умолчанию это Земля, расстояние до нее от спутника тоже известно - 20.000 км. Но сначала проясни все-таки с дельтой.
vegas 25.11.2013 23:06
[картинка скрыта]



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!
arctic 25.11.2013 23:21
автор: vegas сообщение 40398
Мы знаем

Откуда мы это знаем?

Итак - пришел сигнал со спутника, через 5 наносекунд пришел сигнал со второго спутника. Что навигатор делает с этими 5-ю наносекундами, может ты это объяснить, или нет?
Это же такой простой вопрос! Щет... )
vegas 25.11.2013 23:40
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))))
arctic 26.11.2013 10:51
автор: vegas сообщение 40400
Если разница 5 нс, это значит 5*0,3=1,5 м

Ну наконец-то ответил, слава богу.
Не торопи события, пока это значит только то, что 2-й спутник летит от навигатора на 1,5 метра дальше первого, и то по диагонали, а не при измерении по Земле. Причем я взял частный случай, когда навигатор находится непосредственно под отрезком, соединящим эти спутники, причем по всей длине на нулевой высоте.
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"
Сможешь показать?
vegas 26.11.2013 21:05
))) 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)))
arctic 26.11.2013 21:22
автор: vegas сообщение 40405
Чет я подустал)))
Пишешь потомушто который раз, думаешь, думаешь.., а все равно выходит как под копирку, вот и подустал. Монотонность она такая монотонность... Да.

Как-то не хочешь ты отвечать на простые вопросы по существу, всегда уводишь в сторону, говоря много лишнего и напуская пыли. Лан фик с ним, давай начнем практически сначала - что ты имеешь ввиду под расстоянием между точками? Вот это :
автор: vegas сообщение 40398
Мы знаем, что расстояние между точками 10 000 000 м

Мне нужен простой ответ на простой вопрос, и более пока ничего. Лады? )
vegas 26.11.2013 21:45
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).
arctic 26.11.2013 22:04
автор: vegas сообщение 40407
расстояние между точками (спутниками)
Воот, молодец. Ты все строишь на фактическом расстоянии между спутниками, а я - на расстоянии между их проекциями на Земле. Короче, я про "зеленое", а ты про "красное" :
[картинка скрыта]
...и оба строим рассуждения, опираясь чисто на свои предпосылки,ни хера не понимая друг друга. Ладно, это прояснили. Кста про станции не надо было, лишнее и к делу отношения не имеет.

То есть: если модель двухмерная, то у тебя с помощью дельты рисуется ЭТА точка, так? :
[картинка скрыта]
vegas 26.11.2013 22:32
[картинка скрыта][картинка скрыта]автор: arctic сообщение № 40408
я про "зеленое", а ты про "красное"


Пожалуй.

Как строить эти линии, вернись, пожалуйста, на несколько моих постов выше и почитай, очень повторяться не хочется.
arctic 26.11.2013 22:42

Так, ладно, ты ищешь точку /или как ты говоришь "плоскость"/ - между спутниками, но пока модель двухмерная, то это все же точка и даже не прямая. Если навигатор находится в этой точке, то бишь между спутниками, тогда да - ноу проблем, но как ты вычисляешь ее с помощью двух приблудных отрезков, про которые известно только то, что один короче другого на 1,5 метра? Этих :

[картинка скрыта]
arctic 26.11.2013 23:07
В общем вот - есть 2 спутника, есть расстояние между ними /по твоей версии/, есть навигатор в стороне от них. И есть 2 отрезка между спутниками и навигатором, причем один короче другого на 1,5 метра. Модель самая простейшая, то есть плоская, именно такая, как на рисунке постом выше. Циркули не приветствуются, так как процессоры не умеют рисовать и предпочитают оперировать математическими функциями, а поэтому - что на что нужно разделить, умножить или найти корень из синуса?
Короче, как тут найти навигатор? )
И штоли тогда до завтра :)s2
nan 27.11.2013 08:24

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.. :)

arctic 27.11.2013 09:16
Черт Nan, то, как предполагалось это реализовать у вега - и про три спутника, которые он зачем-то притянул даже на 2 мерной модели, и про четыре в 3-мерной, и про эту "сетку координат" во Вселенной, неизвестно к чему привязанную, да и про находимые какие-то там "плоскости", которые выходят вроде как и не плоскости, и даже не окружности, а что-то вроде парабол в проекции, то, что все очень громоздко и трудновычисляемо, и то, что он сам не совсем все понимает в своей модели, видя ее лишь как одно целое, еще тут кое-что... - я давно про все это понял, но хотел, чтобы и человек въехал, но сам, мож и вышло бы чего, мало-ли. А ты всю малину испортил, ну вот жалко что ли тебе было? )))Ну да ладно, как говорится, на нет и суда нет.
nan 27.11.2013 10:44

сорри, не просек твой замысел...

arctic 27.11.2013 19:18
Да лан, не страшно. Просто интересны случаи, когда человек начинает сам понимать, что кое-что из того, в чем он был уверен, неожиданно оказывается лажей. И происходит это для него как бы само собой, а не методом шоковой терапии с последующим ступором и зарубкой в памяти об этом столбняке. Есть небольшой недостаток - он будет считать, что до всего дошел как бы сам, через свои же объяснения своих же собственных косяков. Хотя, с какой стороны посмотреть, с одной - вроде и не совсем сам начал врубаться, а с другой - как-то оно и пофиг...
Такие моменты достаточно редки, в общем-то, но тем не менее бывают довольно забавными )
vegas 27.11.2013 20:26
)))

Искреннее спасибо, своими коментами вы избавили меня от трудов далее, что либо объяснять. Думайте ребят, думайте, и меньше любуйтесь, а я пас.

P.S.
По бутылке Хорошего виски, все в силе))))
Ярослав 27.11.2013 23:27

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