Jump to content
Sign in to follow this  
ekolog

GPS i podobne systemy

Recommended Posts

Tegoroczna nagroda QE Engineering Prize za 1 mln funtów (sic!) została przyznana czterem osobom, które odegrały kluczową rolę w rozwoju GPS (Global Positioning System).


Statki kosmiczne GPS działają na orbicie średnio odległej od Ziemi (MEO) na wysokości 20 000 km, gdzie energetyczne cząstki nadlatujące z kosmosu mogą naruszać obwody elektroniczne, co wymaga zmyślnych zabezpieczeń.


GPS to coś, co łączy wiele różnych technologii i było to niezwykle skomplikowane wyzwanie. Zastosowano w nim także teorię względności.

Dokładność wskazań położenia obiektu zwiększa się od lat co może prowadzić do niebywale szerokiego zastosowania GPS w gospodarce i życiu prywatnym.
W zasadzie tylko owady nie są jeszcze namierzane, większe zwierzęta, ludzie, rowery już tak.

 

Gdyby nie GPS to technika wynoszenia obiektów w kosmos nie rozwijałby się tak dynamicznie, ze stratą także dla misji czysto naukowych typu odwiedziny innych planet - także karłowatych.

Tych satelitów jest już ponad dwadzieścia. W tym obecnym systemie, a w rozwijanych może będzie dużo więcej.


Co jeszcze, dobrego lub złego, można dodać?
Czy jakiś wybuch na słońcu, inne zdarzenie kosmiczne lub akt terrorystyczny może odciąć nas od GPS i spowodować coś naprawdę strasznego dla ludzi?

 

Inspiracja:
https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-47212151

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_GPS_satellites

 

Pozdrawiam

Linki do grafik i zdjęć; także do krótko wysmażanej klatki współczesnego misia z GPS'em  

 

 _105619459_car-nc.png

 _87145997_87145996.jpg

 

  _105616357_whatsubject.jpg

 

 

orbiters.jpg

 

Edited by ekolog

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minut temu, ekolog napisał:

Zastosowano w nim także teorię względności.

jeżeli budując drogę musisz zasypać dziurę w ziemi to nie mówimy że dziura została zastosowana do budowy drogi ^_^

  • Like 1
  • Haha 3

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 godzinę temu, szuu napisał:

jeżeli budując drogę musisz zasypać dziurę w ziemi to nie mówimy że dziura została zastosowana do budowy drogi ^_^

"uwzględniona"? Ale obronię ciut nieco Twoją polonistycznie ambitną  "myśl nieuczesaną".

Faktycznie inżynierom planującym pierwsze satelity tego typu Teoria Względności wydawała się potrzebna "jak dziura w moście" bo w nią nie wierzyli :)

Dlatego zastosowali możliwość przełączenia zegarów na satelicie na tryb uwzględniający poprawki wynikające z TW i potem skonfundowani własną małością umysłową musieli go zdalnie włączyć.

Teoria Einsteina słusznie postulowała, że z racji większej szybkości satelitów niż Ziemian czas tam nieco zwolni, a z racji mniejszej grawitacji nieco przyspieszy (względem płynącego na Ziemi czasu) i bilans nie wyjdzie niestety na zero różnicy.

 

Pozdrawiam

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minut temu, ekolog napisał:

"uwzględniona"?

już lepiej :)

podobnie, przy wystrzeliwaniu satelity gps na orbitę nie został zastosowany opór powietrza. opór przeszkadzał, ale został uwzględniony żeby rakieta dała radę dolecieć.

 

zastosowana została wiedza o skończonej prędkości rozchodzenia się fal radiowych. gdyby była nieskończona (a kiedyś tak ludzie myśleli) to system nie mógłby działać.

 

 

8 minut temu, ekolog napisał:

Faktycznie inżynierom planującym pierwsze satelity tego typu Teoria Względności wydawała się potrzebna "jak dziura w moście" bo w nią nie wierzyli :)

tak naprawdę nie jest potrzebna. po stwierdzeniu że zegar chodzi inaczej można wyznaczyć odpowiedni współczynnik z obserwacji i "załatać" system nie mając pojęcia o żadnych einsteinach. fajnie wiedzieć dlaczego tak się dzieje ale to tylko taki dodatkowy bonus.

 

a gdyby nie "poprawiać" zegarów na satelitach?

do samego obliczania pozycji wykorzystuje się różnicę czasu między sygnałami a nie konkretne wskazanie zegara więc gdyby zegary chodziły z trochę inną szybkością ale ciągle zgodnie ze sobą nawzajem to dalej moglibyśmy korzystać z gps... jeżeli znamy aktualne pozycje satelitów.

 

i tu pojawia się mała niedogodność - bo zwykle ich nie znamy i obliczamy na podstawie danych o orbitach otrzymanych z satelity, tylko dla jakiego czasu obliczać pozycję, dla ziemskiego czy satelitarnego? tak czy inaczej, satelity wysyłają tylko to, co im każe ośrodek naziemny i można zrobić tak, żeby wysyłały dane, z których wynika właściwa pozycja, nawet bez mieszania w zegarach.

  • Love 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tylko że jakby chodziły z inną prędkością to nie znając różnicy względem nominału owszem wyznaczysz pozycję, ale nie przeliczysz tego na układ metryczny (WGS84). Poza tym dziś systemów GNSS mamy już kilka w pełni funkcjonalnych. Jeśli każdy system GNSS działałby we własnej jednostce czasu, czyli we własnym układzie współrzędnych, to żegnacie zastosowania cywilne oraz wojskowe takich systemów.

Przy okazji tego tematu warto może by zacząć powoli odchodzić od nazewnictwa GPS w odniesieniu zarówno urządzeń jak i ogólnie systemu co zwykło się potocznie używać, podczas gdy udziału w nawigacji satelity amerykańskiego systemu GPS obecnie jest już poniżej 50% a będzie malał wraz z coraz większym udziałem systemów Galileo, BeiDou, czy QZSS. Właścicwym dziś terminem jest GNSS (Global Navigation Satellite System)

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 minut temu, Kunzite napisał:

Tylko że jakby chodziły z inną prędkością to nie znając różnicy względem nominału owszem wyznaczysz pozycję, ale nie przeliczysz tego na układ metryczny (WGS84).

nie ma czego przeliczać. pozycję oblicza się z różnic czasów w jakim dotarły sygnały z satelitów. różnice zależą od prędkości światła i twojego położenia a nie od tego jak chodzą zegary. to że twój zegarek nie zgadza się z satelitarnym nie przeszkadza, bo teraz też się nie zgadza: po prostu i tak nie masz tak dokładnego zegarka żeby był w stanie się zgadzać.

 

 

10 minut temu, Kunzite napisał:

Jeśli każdy system GNSS działałby we własnej jednostce czasu, czyli we własnym układzie współrzędnych, to żegnacie zastosowania cywilne oraz wojskowe takich systemów.

nie ma powodu żeby tak było, bo nawet nie mając pojęcia o teorii, różnicę w szybkości można skompensować. jest mnóstwo stałych fizycznych, których się nie oblicza bo albo nie wiadomo jak albo nie ma to sensu. zobacz tablice właściwości różnych materiałów - ciągle wykorzystywane w technice tak jak 100 lat temu. czy mamy jakiś problem ze zbudowaniem mostu mimo że wytrzymałość jakiegoś gatunku stali nie została obliczona z teorii tylko zwyczajnie po chamsku zmierzona?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

  • Our picks

    • Zobaczyć powierzchnię Wenus.... - mapa promieniowania termicznego (sezon 2020)
      Zacznę od zdjęcia a potem będą technikalia, opisy zbierania materiału oraz informacje o obróbce
      6 maja faza Wenus zmalała poniżej 20% więc zaczął się najlepszy okres kiedy możemy podejmować próby rejestracji promieniowania termicznego powierzchni Wenus. Czas ten potrwa mnie więcej 17-18 maja kiedy to planeta będzie już zbyt blisko Słońca i kontrast zmaleje uniemożliwiając (lub utrudniając) rejestrację tego zjawiska.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 30 replies
    • Własny guider? Ależ to bardzo proste !
      "Guider? Ależ to bardzo proste". Co to jest guider to raczej większość z nas wie. Jak dobrać jego parametry do posiadanego setupu - uuuuu... tu już gorzej. Nie wdając się w rozważania naukowe chcę Wam dziś zaproponować prosty i świetnie działający guider dla setupów głównych o skali obrazu 1.5 arcsec/piksel i mniejszej, czyli od 1.5 do nieskończoności ( wiadomość dla Taysona).
        • Love
        • Like
      • 44 replies
    • Montaż "Wirus 2020"
      A właściwie montażyk. Ponieważ mam od niedawna drukarkę 3D zająłem się analizą projektu podlinkowanego przez Gayosa w temacie o wydrukach 3D.
        • Love
        • Like
      • 117 replies
    • Astropolis w czasie pandemii - informacje o reklamie
      Nie chcę w tym miejsc rozwodzić się na temat aktualnej sytuacji epidemicznej (słyszymy to wszędzie z dużą intensywnością) więc przejdę od razu do rzeczy. Wielu członkom naszej społeczności wirus skomplikuje życie w sferze ekonomicznej i ten post chciałbym dedykować dla nich (dla nas?).
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 17 replies
    • MGAB-V249 - nowy rodzaj gwiazd zmiennych!
      Gwiazdy zmienne można poszukiwać na dwa sposoby. Obserwujemy losowy fragment nieba w poszukiwaniu obiektów zmieniających swój blask lub korzystamy z archiwalnych danych pomiarowych wykonanych przez różne obserwatoria astronomiczne (np. ASAS-SN, ZTF).
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 14 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.