Re: Hov! Sagde du realtivitetsteori?
...bortset fra at den generelle relativitetsteori skal tages i ed."
Jeg er nu ret sikker på at det er den specielle relativitetsteori der bruges til formålet... hvad siger du Poul-Henning ?
mvh Berndt
"GPS-satellitterne ligger omkring 20.000 km ude fra Jorden og giver en god dækning af jordoverfladen. Vil disse, med den rette signaltolkning, også fungere på ydersiden af "satellitbæltet", f.eks. ved flyvninger til Månen, eller er der for lidt vinkel tilbage 400.000 km ude?"
"Det vil fungere, men positionen vil have en ubrugelig usikkerhed til f.eks. at rette en parabolantenne imod satellitten.
Som du er inde på, er problemet, at man vil se alle satellitterne indenfor et snævert "synsfelt" på kun ca. 6 grader.
Du kan danne dig et indtryk af situationen ved at lave en skalategning og slå et passerslag fra hver af to GPS-satellitter på hver sin side af jorden, satellittens position er der, hvor de to streger krydser.
Som du kan se, er krydset meget fladt, og det er svært at bedømme præcis, hvor de krydser i den tværgående retning.
I virkeligheden er det hyperbler, der skal regnes på, for GPS-modtageren kan ikke måle afstanden til GPS-satellitterne, men kun afstandsforskellen imellem GPS-satellitterne.
Derfor bliver usikkerheden på afstanden til jordens centrum, det vil sige "højden", mange gange større end den tværgående usikkerhed.
Dette fænomen kan man se på enhver GPS-modtager i Danmark. På grund af geometrien i GPS-satellitternes baner ser vi ikke nogen brugbare satellitter i den nordlige halvdel af himlen, og derfor er usikkerheden på højden ca. 10 gange større end på længde og bredde.
Hvis man derimod alene er interesseret i at anvende GPS-signalerne til stabilisering af satellittens referencefrekvens, er der ikke noget problem, bortset fra at den generelle relativitetsteori skal tages i ed."
Spørg Scientariet er i dag redigeret af Julie M. Callesen, jmc@ing.dk.
Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til Scientariet.
...bortset fra at den generelle relativitetsteori skal tages i ed."
Jeg er nu ret sikker på at det er den specielle relativitetsteori der bruges til formålet... hvad siger du Poul-Henning ?
mvh Berndt
Er det kun i teorien, eller er der praktiske forhold omkring relativitet man skal putte ind i GPS-modtagerens algoritmer?
Her på jorden er problemet klaret med kompensation for den generelle relativitetsteori, implementeret i satellitterne.
Kort fortalt går et ur hurtigere jo højere det er placeret over jordens centrum.
For en GPS satellit betyder det, at dens Rubidium frekvensnormal giver et signal på 13.401.343,9300 Hz mens den stå på jorden, men 13.401.343,9360 når den er i kredsløb.
Forskellen bliver til ca. 40 microsekunder om dagen, hvilket i GPS præcision ville være 12km, hvis det ikke blev korrigeret.
En GPS modtager der bruges til frekvenskontrol og som ikke befinder sig i omegnen af jordens overflade, skal tage hensyn til den generelle relativitetsteori.
De store og præcise (10^-16) laboratorie frekvensnormaler der indgår i TAI/UTC tidsskalaen, foretager er en tilsvarende justering for laboratoriets højde over gjordens centrum.
Effekten kan måles i praksis med ganske simpelt, men dyrt, udstyr:
http://leapsecond.com/great2005/index.htm
Poul-Henning
[quote]...bortset fra at den generelle relativitetsteori skal tages i ed."
Jeg er nu ret sikker på at det er den specielle relativitetsteori der bruges til formålet... hvad siger du Poul-Henning ?
[/quote]
Nej, det er primært den generelle.
De giver hvert sit bidrag, den specielle 7 microsekunder per dag langsomt og den generelle 45 microsekunder per dag hurtigt.
Se evt: http://www.astronomy.ohio-state.edu/~pogge...
Poul-Henning
"Dette fænomen kan man se på enhver GPS-modtager i Danmark. På grund af geometrien i GPS-satellitternes baner ser vi ikke nogen brugbare satellitter i den nordlige halvdel af himlen, og derfor er usikkerheden på højden ca. 10 gange større end på længde og bredde."
Ikke enhver. På mine GPS'er og andre jeg har brugt er usikkerheden i højde konsekvent 2-3 gange usikkerheden i vandret position. Det var også tilfældet i gamle dage, da selective availability (SA) var slået til og usikkerheden var kunstigt forstørret.
Såvidt jeg har forstået, gælder det forhold også korrigerede signaler (DGPS/LAAS og WAAS).
Jeg har ikke hørt om tilfælde med så stor forskel på lodret og vandret usikkerhed som 10 gange. I hvert fald ikke med brug på eller nær Jordens - det forholder sig muligvis anderledes på "ydersiden" af satellitbanerne (fx på Månen).
denne her er også meget god,
http://www.kowoma.de/en/gps/orbits.htm
desværre passer ikke alt de skriver,
feks det om hvor højt på jorden de rent faktisk kommer, passer jo ikke, jeg har tegnet sat trace kurver over 35 timer fra ballerup:
http://www.webx.dk/rc/video-wireless/gps-t...
og der er tydeligt et stort sort hul fra dk og hele vejen op over nordpolen.
jeg har tegnet sat trace kurver over 35 timer fra ballerup: http://www.webx.dk/rc/video-wireless/gps-t... og der er tydeligt et stort sort hul fra dk og hele vejen op over nordpolen.
Dertil kommer at signaler fra satellitter der er mindre end 10-15 grader over horizonten som regel er ubrugelige på grund af forskellige effekter og mængden af atmosfære de skal igennem, så det meste af den yderste ring er ikke af betydning.
Poul-Henning
20.000 km kan aldrig nogensinde passe, og angående Månen.
Der cirkulerer jo ingen GPS satellitter omkring Månen, så svaret er vel nej.
20.000 km hvorfor skrive dette, når det ikke passer?
Hvorfor skulle 20000 km ikke passe?
I øvrigt ser jeg et andet problem, nemlig at antennerne på satelliterne peger den forkerte vej i forhold til månen. Og når de peger den rigtige vej ligger satelliterne i skygge af jorden.
Bent.
http://en.wikipedia.org/wiki/Gps#Space_seg...
Det ser sørme ud til at de svæver rundt i ca 20000km's højde

Kommentarer (9)