Идея третья: Обеспечение совершенной временной привязки.
Все о GPS. Навигаторы, приемники, антены, софт.

ГлавнаяGPS - основыОсновы GPSИдея третья: Обеспечение совершенной временной привязки.


Идея третья: Обеспечение совершенной временной привязки.

Если спутник и приемник имеют расхождение шкал времени (выходят из синхронизации) даже на 0,01 с, измерение расстояния будет произведено с ошибкой в 2993 км!

По крайней мере одну сторону проблемы синхронизации часов обеспечить достаточно просто.

На борту спутников установлены атомные часы. Они исключительно точные и дорогие. Они стоят около 100000 долларов, и каждый спутник имеет их 4 штуки, чтобы можно было бы гарантировать, что во всяком случае хотя бы одни работают обязательно.

К счастью, существует способ обойтись в наших приемниках часами умеренной точности — секрет в том, чтобы произвести измерение дальности еще до одного спутника.

Он состоит в том, что если три точных измерения определяют положение точки в трехмерном пространстве, то четыре неточных позволят исключить относительное смещение шкалы времени приемника.

Конечно, GPS — трехмерная система, но принцип, который мы обсуждаем, для простоты изложения мы рассмотрим на плоскости, т.е. в двух измерениях.

Вот как это происходит. Предположим, часы приемника не так совершенны, как атомные. Их ход соответствует кварцевым часам, но они не вполне сверены с единым временем системы. Скажем, они отстают на одну секунду. Давайте посмотрим, как это скажется на вычислении нашего местоположения.

Предположим, что мы находимся в четырех секундах от спутника А, и в шести секундах от спутника В. На плоскости этих двух измерений было бы достаточно для привязки нашего местоположения к какой-либо одной точке фактического местоположения.

Если бы мы использовали приемник с часами, отстающими на секунду, он определил бы, что расстояние до спутника А составляет пять секунд, а до спутника В — семь секунд. В результате появятся две новые окружности, пресекающиеся уже в другой точке.

Давайте добавим еще одно измерение. В двухмерном варианте это означает использование третьего спутника.

Предположим, (если у нас совершенные часы) спутник С находится в восьми секундах от нашего истинного положения и все три окружности пересекаются в одной точке, так как они соответствуют истинным дальностям до трех спутников.

Если добавить одну секунду отставания ко всем трем измерениям, то новые окружности, соответствующие уже не истинным дальностям, а так называемым «псевдодальностям», не пересекутся в одной точке, а образуют некоторый треугольник, и вероятное местоположение окажется где-то внутри него.

Таким образом, не существует точки, которая может быть одновременно в 5, 7 и 9 секундах соответственно от точек А, В и С. Это физически невозможно.

При обработке ошибочных сигналов компьютер приемника начинает вычитание (или прибавление) некоторого (одного и того же для всех измерений) интервала времени, к измеренным им псевдодальностям. Он продолжает корректировать время во всех измерениях до тех пор, пока не найдет решение, которое «проводит» все окружности через одну точку.

Из сказанного следует, что при трехмерном местоопределении (т.е. при одновременном определении трех координат — долготы, широты и высоты точки над принятым в расчетах земным эллипсоидом) необходимо выполнить четыре измерения, чтобы исключить погрешность временной привязки часов приемника к единому системному времени.

Необходимость в 4-х измерениях самым существенным образом сказывается на проектировании GPS-приемников. Если необходимо выполнять непрерывное местоопределение в реальном масштабе времени, то следует использовать приемник, имеющий по крайней мере четыре канала измерений. То есть такой, у которого с каждым из четырех спутников постоянно работает отдельный канал приема и первичной обработки сигналов.

Таким образом:

• Точная временная привязка — ключ к измерению расстояний до спутников.

• Спутники точны по времени, поскольку на борту у них — атомные часы.

• Часы приемника могут и не быть совершенными, так как их уход можно исключить при помощи тригонометрических вычислений.

• Для получения этой возможности необходимо произвести измерение расстояния до четвертого спутника.

• Необходимость в проведении четырех измерений определяет устройство приемника.


Комплект поставки

Как и основной соперник (Mitac Mio 168), новый КПК приспособлен, в первую очередь, для использования в автомобиле. Отсюда и комплектация, недвусмысленно ориентированная именно на такое применение. Например, в наборе отсутствует...



Интернет-система, собственный центр или Ozi?

По типу подключения диспетчерских рабочих мест все системы делятся на два больших класса: • Выделенные системы (это ПРИНовская система Поиск-2, системы типа Track Master и т.п.). • Интернет системы (например,...
Известные объекты

Поиск можно осуществлять не только по конкретному адресу, но и по имени объекта или же задать поиск объекта определенного типа, находящегося в пределах заданного расстояния от вашего местоположения. К примеру,...

Смотрите также


RoadInformer Java

Для телефонов: Siemens S55, SonyEricsson P800, P900 T610, Nokia 40-series (3300,5100,6100,6200,6220,6610,6800,7210,7250), Nokia 6600. Интерфейс программы — черно-белая схематичная карта Москвы (аналогична карте-схеме на приборе Роадинформер), переключается на режимы «Москва в...
GSM/GPS-телефон Garmin NavTalk

Не прошло и года с появления первой ласточки на рынке GPS/ GSM-телефонов, как вслед за компанией Benefon на него вышла фирма Garmin. Поскольку эта фирма один из самых серьезных производителей...






Облако тегов

атомные времени измерений исключить местоположения нашего необходимо необходимость образом одну окружности предположим привязки приемника секундах синхронизации спутника точке часы четыре