Дискуссия с релятивистами о GPS
В процессе выяснилось, что часы спутников никак не синхронизированы с часами навигатора.
Заодно обнаружилась интересная статья о принципах работы GPS, в которой ни слова о релятивизме.
UPD 17.10.2017
Ещё одна дискуссия с релятивистами.
На 6-ти орбитах на высоте 20,000 км болтается порядка 24-х спутников (плюс-минус) и в каждый момент времени с земли "видно" около 6-ти спутников - кое-где иногда больше, до 12-ти, иногда кое-где меньше.
Упрощая, каждый спутник передает параметры своей орбиты (эфемериды) и время начала передачи в секундах, прошедших с полуночи 5 января 1980 года. Юникс-тайм, практически.
Все, что нужно приемнику - это определить расстояние до спутников и посчитать свои координаты. Зная параметры орбиты, приемник вычисляет положение спутника на орбите в момент передачи с точностью до 0.3 м, а измеряя разницу во времени между началом передачи и приходом сигнала, приемник может определить расстояние до спутника.
То есть, расстояние до спутника - это время путешествия сигнала со скоростью 300000 км/сек, плюс задержка в каналах приемника, плюс/минус расхождение часов.
Зная расстояние до спутника, приемник вычисляет, что он находится где-то на сфере с центром на спутнике. Это называется pseudo-range - не знаю, как перевести - псевдо-расстояние, наверное.
Упрощая, на листочке бумаги можно нарисовать 3 окружности, пересечение которых даст треугольничек - это зона на плоскости, где находится приемник, по сигналам от 3-х спутников. Понятно, что 4-й спутник даст возможность определить 3-ю координату - высоту над поверхностью.
Теперь, если к измеренным псевдо-расстояниям _одновременно_ добавлять небольшую поправку (а время с точность до секунды мы знаем от спутника), то можно найти такое значение, когда треугольник превратится в "точку".
В результате таких манипуляций можно не только уточнить расстояние, но и откорректировать часы приемника в зависимости уже от точности, шага, "сдвигалки". К слову, современные приемники умеют корректировать время до 10 нсек.
...приемник корректирует свои часы каждый раз, вычисляя координаты, а время ему нужно не абсолютное, а лишь интервал.
...тактовая частота часов на спутнике не волнует абсолютно. Её можно поставить любой и ничего при этом не изменится.
Потому, что время прихода сигнала корректируется задержкой в приемнике КАЖДЫЙ раз, когда вычисляются координаты. Приемнику совершенно пох уход времени, буде таковой имел бы место. А время в пределах секунды тупо передается со спутника.
В ссылках Лопатникова утверждается, что корректируется тактовая частота часов передатчика, потому, что без этого часы, якобы, уйдут на 38 мксек за сутки.
Из структуры и принципа работы GPS видно, что приемнику безразлична тактовая частота часов передатчика, т.к. он меряет интервал, который корректируется каждый раз при вычислении координат.
Причем корректируется достаточно тупо - отловив сигнал со спутников, приемник добавляет к интервалу поправку таким образом, чтобы минимизировать объем пересечения сфер.
Источник
Заодно обнаружилась интересная статья о принципах работы GPS, в которой ни слова о релятивизме.
UPD 17.10.2017
Ещё одна дискуссия с релятивистами.
На 6-ти орбитах на высоте 20,000 км болтается порядка 24-х спутников (плюс-минус) и в каждый момент времени с земли "видно" около 6-ти спутников - кое-где иногда больше, до 12-ти, иногда кое-где меньше.
Упрощая, каждый спутник передает параметры своей орбиты (эфемериды) и время начала передачи в секундах, прошедших с полуночи 5 января 1980 года. Юникс-тайм, практически.
Все, что нужно приемнику - это определить расстояние до спутников и посчитать свои координаты. Зная параметры орбиты, приемник вычисляет положение спутника на орбите в момент передачи с точностью до 0.3 м, а измеряя разницу во времени между началом передачи и приходом сигнала, приемник может определить расстояние до спутника.
То есть, расстояние до спутника - это время путешествия сигнала со скоростью 300000 км/сек, плюс задержка в каналах приемника, плюс/минус расхождение часов.
Зная расстояние до спутника, приемник вычисляет, что он находится где-то на сфере с центром на спутнике. Это называется pseudo-range - не знаю, как перевести - псевдо-расстояние, наверное.
Упрощая, на листочке бумаги можно нарисовать 3 окружности, пересечение которых даст треугольничек - это зона на плоскости, где находится приемник, по сигналам от 3-х спутников. Понятно, что 4-й спутник даст возможность определить 3-ю координату - высоту над поверхностью.
Теперь, если к измеренным псевдо-расстояниям _одновременно_ добавлять небольшую поправку (а время с точность до секунды мы знаем от спутника), то можно найти такое значение, когда треугольник превратится в "точку".
В результате таких манипуляций можно не только уточнить расстояние, но и откорректировать часы приемника в зависимости уже от точности, шага, "сдвигалки". К слову, современные приемники умеют корректировать время до 10 нсек.
...приемник корректирует свои часы каждый раз, вычисляя координаты, а время ему нужно не абсолютное, а лишь интервал.
...тактовая частота часов на спутнике не волнует абсолютно. Её можно поставить любой и ничего при этом не изменится.
Потому, что время прихода сигнала корректируется задержкой в приемнике КАЖДЫЙ раз, когда вычисляются координаты. Приемнику совершенно пох уход времени, буде таковой имел бы место. А время в пределах секунды тупо передается со спутника.
В ссылках Лопатникова утверждается, что корректируется тактовая частота часов передатчика, потому, что без этого часы, якобы, уйдут на 38 мксек за сутки.
Из структуры и принципа работы GPS видно, что приемнику безразлична тактовая частота часов передатчика, т.к. он меряет интервал, который корректируется каждый раз при вычислении координат.
Причем корректируется достаточно тупо - отловив сигнал со спутников, приемник добавляет к интервалу поправку таким образом, чтобы минимизировать объем пересечения сфер.
Источник