Принцип измерения транзитного времени сигнала

Материалы » Тракторный транспорт и многоканальные системы » Принцип измерения транзитного времени сигнала

Какое-то время в течение грозовой ночи мы, несомненно, пытались понять, как далеко Вы находитесь - по вспышке молнии. Расстояние можно установить довольно легко: расстояние = момент вспышки молнии (стартовое время) до появления грома (конечное время), умноженный на скорость звука (приблизительно 330 м/с.). Разница между стартовым и конечным временем и есть транзитное время.

Система GPS функционирует согласно такому же принципу. Для того чтобы вычислить точную позицию, нужно всего лишь измерить транзитное время сигнала между точкой наблюдения и четырьмя другими спутниками, чьи позиции известны.

Рис. 5.1.1 Определение расстояния по вспышке молнии

Расстояние = транзитное время * скорость звука

Система GPS функционирует согласно такому же принципу. Для того чтобы вычислить точную позицию, нужно всего лишь измерить транзитное время сигнала между точкой наблюдения и четырьмя другими спутниками, чьи позиции известны.

Генерация транзитного времени сигнала GPS

28 спутников, наклоненных к экватору на 55° каждые 11 часов и 58 минут проходят свою орбиту на высоте 20 180 км на 6 различных плоскостях (Рис. 3). Каждый этих спутников имеет до четырех атомных часов на борту. Атомные часы являются в настоящее время наиболее точным инструментом, теряя максимум одну секунду каждые 30,000 из 1,000,000 лет. Для того чтобы делать их еще более точными, делают коррекцию или синхронизацию из различных управляющих точек на Земле. Каждый спутник передает свою точную позицию и точное время на Землю с частотой 1575.42 МГц. Эти сигналы передаются со скоростью света (300,000 км/с) и, следовательно, потребуется приблизительно 67,3 мс для достижения земной поверхности прямо под спутником. Сигналу необходимо 3,33 на каждый дополнительный километр. Если Вы хотите установить вашу позицию на земле (или в море или где-то еще), все, что Вам нужно - точные часы. При сравнении времени получения спутникового сигнала со временем отправки возможно определить транзитное время этого сигнала.

Рис 5.2.1 Орбиты GPS спутников на 6 различных плоскостях.

Представьте себе, что Вы идете через обширное плато и хотите знать, где Вы. Два спутника, расположенные выше Вас передают свои времена на борту и позиции. Используя сигнальное транзитное время обоих спутников, Вы можете нарисовать два круга с радиусами S1 и S2 вокруг спутников. Каждый радиус соотносится с расстоянием, вычисленным спутником. Все возможные расстояния до спутника расположены на окружности круга. Если позиция выше спутников исключена, позиция приемника - в точке пересечения кругов под спутниками. Двух спутников достаточно, чтобы определить позицию на плоскости X/Y.

Рис.5.2.2 Схематическое место определения объекта.

В действительности, позиция должна быть определена в трехмерном пространстве, а не на плоскости. Различие между плоскостью и трехмерным пространством состоит в дополнительном измерении (высота Z), дополнительный третий спутник должен быть доступен для определения действительной позиции. Если расстояния до трех спутников известны, то все возможные позиции расположены на поверхности трех сфер, чьи радиусы соответствуют рассчитанным расстояниям. Искомая позиция - место пересечения всех трех сфер.

Самое популярное:

Ремонт и обслуживание трансмиссии автомобилей УАЗ
В 2008 г. исполнилось 43 года с начала производства автомобиля УАЗ–452. Поскольку за это время машина сменила только индекс, а внешний вид и конструкция остались прежними, ее можно назвать рекордсменом автомобильного долгожительства. При этом замены ей нет. До сих пор множество таких авто ...

Составление грузового плана судна т/х "Сейфула Кади", оценка остойчивости и прочности корпуса судна
Одним из путей повышения эффективности работы флота на перевозках, не требующих дополнительных капиталовложений, является улучшение использования судов по загрузке. Последнее может быть достигнуто за счет правильной загрузки судна, обеспечивающей в процессе рейса требуемое значение остой ...

Проектирование конструктивно-силовых элементов и систем стратегического военно-транспортного самолета TAR-1
Транспортные самолеты служат для перевозки грузов и различной техники на большие расстояния. Военно-транспортные самолеты должны иметь большую дальность для доставки любой техники армии и переброски десанта, а также для перевозки военных и народнохозяйственных грузов.Могут применяться в ...

Разделы


Copyright © 2020 - All Rights Reserved - www.intotransport.ru