Voľná debata o fyzike

alamo, rozumies co je digitalny signal ?    Druzica posle cas ako jednotky a nuly a je to napriklad  cas 12:00:00:00002,  ak to zachytis, tak je to rovnake pre vsetkych, uplne rovnake ?  Je uplne jedno ak sa hybes, to nie je frekvencia ale digitalne cislo.  Cislo nevie ze je to cas,  podobne posle svoju polohu a ta je tiez pre vsetkych rovnaka.   kapis ?

To je jedno, či je signál analógový alebo digitálny..

Sú to vždy nakoniec "fotóny", a kvalitu akejkoľvek "informácie šíriacej sa v priestore", vždy ovplyvňujú relativistické efekty. 

hehe,   no nie je to jedno.   Ok, cize si vypol rozum.     Tak mas cas,  12:00:00:00002,  druzica ma rychlost 3800 m/s.  Ako vyzera oprava ?   ( vyska je cca 20 000 km, ale  je to elipsa ).  
Aky je postup,  nemusis hladat rovnice,  len postup.

pred 1 hodinou, tyso pridal:

Clanok hovori ze pri rotujucej zemi sme inde ako v case ked nam druzice poslali signal a toto by sme mali zapocitat. 

Výška orbitu družic je cca 20 000 km. Vzdialenosti k prijímaču je o niečo väčšia, záleží na polohe danej družice. Kým signál z družice prejde k prijímaču, Zem sa  pootočí o nejaký uhol. Ak by bola družica presne nad rovníkom, kým dopadne signál z družice na Zem, tá by sa zatiaľ potočila o uhol .1543209877e-5*Pi, čo by zodpovedalo oblúku na povrchu Zeme cca 31 m. To by bolo dosť nepresné, vzhľadom na to, že družice a prijímače nie sú samozrejme len nad rovníkom. Družice síce vysielajú do prijímača aj súradnice o svojej polohe, ale tieto údaje netreba na riešenie sústavy 4 rovníc. V odkaze autor upozorňuje, že: "Kde teda do obrazu vstupuje rotácia Zeme? No práve z toho, že čas, v ktorom satelit vysiela signál, a čas, v ktorom prijímač tento signál prijme, sa líšia."  To je síce pravda, ale aj keby prijímač poznal čas, kedy družica vyslala signál, potreboval by presné atómové hodiny, aby vypočítal dobu letu signálu a z tejto doby by vypočítal vzdialenosť družice. Ale preto je v sústave 4. rovnica, z ktorej sa vypočíta čas v prijímači T. Tento čas je už rovnako presný, ako čas atómových hodín v družiciach. Z tohoto času T a času vyslaného družicami sa potom vypočíta vzdialenosť družíc a poloha prijímača. Prijímač počíta rozdiel času T - Td , kde T je okamžitý čas prijímača (pozemský čas synchronizovaný s presnosťou atómových hodín), teda aj jeho okamžitej polohy v tomto čase. Rotácia Zeme by preto nemala mať vplyv na presnosť určenia polohy.

pred 2 minútami, tyso pridal:

Aky je postup,  nemusis hladat rovnice,  len postup.

Že vraj.. Je veľmi starý..

Citát

Nadšenci histórie vedy môžu považovať za zaujímavé, že Dopplerov efekt zohral kľúčovú úlohu v ranom vývoji GPS. Písal sa rok 1957 a Sovietsky zväz práve vypustil Sputnik, prvú umelú družicu na svete, ktorá odštartovala vesmírne preteky medzi USA a ZSSR. Vedci z Johns Hopkins's Applied Physics Lab zistili, že meraním Dopplerovho posunu v prenosoch zo Sputniku môžu odhadnúť jeho polohu. A naopak, zistili, že ak poznáte obežnú dráhu satelitu, môžete odhadnúť svoju polohu na Zemi.

https://www.keysight.com/blogs/en/tech/rfmw/2020/04/09/deciphering-doppler-how-the-doppler-effect-affects-gps-signals

alamo

Čas v každej pohybujúcej sa sústave plynie inak, to vyplýva z STR. Navyše plynutie času závisí aj od gravitačného potenciálu. Oba tieto faktory treba pri nastavovaní času v družiciach GPS zohľadniť. Potrebujeme mať synchronizovaný čas v družiciach. V prijímači si vieme synchronizovať čas 4 rovnicou. 

cize nevies. OK,  tak uz to vieme obaja.  A  len doplnok, clanok samozrejme hovori nieco comu tiez nechapes,  meranie dopplera ti umozni merat rychlost,  a rychlost na orbite sa da previest na vysku, mas teda smer a vysku.   Co skutocne umozni nepresne urcit drahu druzice.  Ale nesuvisi to s temou, co ale nemozes vediet, kedze nerozumies.

pred 4 minútami, Tono pridal:

V prijímači si vieme synchronizovať čas 4 rovnicou. 

Ano,  len to nedokazem alamovi nijako vysvetlit. 

alamo

Existuje navigácia aj na iných fyzikálnych princípoch. Používa sa dodnes, napríklad v ponorkách. Máš možno doma laserový merač vzdialeností, ktorý využíva fázový posun. Netopiere, velryby, delfíny... využívajú echolokáciu a pravdepodobne aj Dopplerov jav už milióny rokov.

pred 5 minútami, tyso pridal:

Ano,  len to nedokazem alamovi nijako vysvetlit. 

Ešte pre chvíľkou "prisahal", že prijímač nič také nerobí..

Teraz bude tvrdiť, že to čo písal "bolo zle prečítané".

hm,  nerobi.  Z coho si usudil ze robi ?  Zopakujem to co tono napisal uz na zaciatku,  mas 4 rovnice kde mas nezname 3 suradnice a cas  za ktory dorazil signal .   Viac nepotrebujes,  ziadne relativisticke korekcie nerobis.  

Matematicky je to potom trivialne,  mierny problem je ak mas druzic viac, potom je preurceny system a  dobry algoritmus by mal najst nejake optimalne riesenie s najmensou chybou.

Robí..

Nad nami letia vysokou rýchlosťou 4 rôzne hodiny, na každých z nich my vidíme "iný čas". O ktorom predpokladáme že mal by byť v skutočnosti synchronizovaný. S toho pozorovaného rozdielu, vypočítame našu polohu..

Reálne družica nevysiela do prijímača informácie o čase, ako ho bežne používame. Spracovanie každej informácie trvá nejaký čas. Bolo by to podobné, ako v tom vtipe, keď sa jeden pýta, "koľko je hodín" a druhý mu odpovie,  "bolo 6 hodín a 35 minút". Ten prvý namieta "nepýtal som sa ťa koľko bolo hodín, ale koľko je hodín".  Odpovedať, koľko je hodín je problém. Ak chceme byť úplne presný, odpoveď neexistuje. Podobne je to aj zo synchronizovaním času z internetu. V GPS, pre určenie polohy, nie je podstatné poznať čas v družici, ale synchronizovať časové intervaly s tými v prijímači. Rovnako digitálna informácia o čase v GPS nie je presná. GPS musí predovšetkým neustále počítať sústavu 4 rovníc a časť výpočtu venuje vysielaniu dát užívateľovi. Čím rýchlejšie dokáže opakovať výpočet, tým podobnejšie dokáže poskytnúť udaje o polohe. To je dôležité napríklad pri rýchlo sa pohybujúcich objektoch, ako drony, zbrane... Údaj o presnom čase poskytuje nesynchronizovane, v rámci nepresnosti 1 s, podobne, ako v tom vtipe. Na presnú synchronizáciu slúžia prijímané impulzy, ktorých hrana znamená, že vyslané dáta o čase sú aktuálne. Tieto impulzy sú synchronizované atómovými hodinami, takže každý, kto má GPS, má doma "atómové hodiny". 

nie, nema. Aspon nie u seba. Tie su na druzici, a pravidelne su synchronizovane s centralou. A druzica tak posiela spravny cas, pre vypocet polohy to nie je nutne ale je to prakticke. U teba staci uplne bezny nepresny cas, aj tak ho pri pripojeni synchronizujes. to co okrem pocitania robi gps cip su vypocty na spresnenie, napriklad druzica posiela signal na roznych kanaloch a tak vies robit nejake korekcie na ionosferu a pocasie. 

A ano, druzica ma nejake oneskorenie, to asi pridas k casu, ale este ho navyse kazi pre civilov. Ale cas skutocne posiela digitalny, nie len hranu. Specifikacia protokolu je verejne dostupna

Pozor.. Nestačí iba "otvoriť okno" a vykuknúť s neho na "moment", kde sa družice "hodiny", sa "okamžite" nachádzajú.

Treba sa dívať trochu dlhšie, nazbierať údaje, zaznamenať nejaký čas počas ktorého sa družice "hodiny" pohybujú.

Veľmi dynamický dej.

zle, normalne prijmas signal, staci jeden udaj. len to robis dokola. Ale pre vypocet naozaj stacia 4 udaje zo styroch druzic.

pred 30 minútami, tyso pridal:

nie, nema. Aspon nie u seba.

Myslel som to obrazne. Napríklad programátor, ktorý chce synchronizovať viac PLC s presnosťou 1E-6 s, môže využiť GPS. Ak v programe vyžije synchronizované impulzy z GPS ako interrupt, môže časovo synchronizovať hw na ľubovoľnom mieste Zeme. Využíva sa to napríklad na meranie seizmických vĺn a podobne. Ja som riešil podobnú úlohu zo 140 PLC  na línii plynovodu, na úseku 500 km. Je fascinujúce, čo sa dá dnes urobiť, s relatívne nízkym nákladom.    

obrazne ano, to sedi. Suhlasim,

pred 1 hodinou, alamo pridal:

O ktorom predpokladáme že mal by byť v skutočnosti synchronizovaný.

ano, to je predpoklad, inak by to nefungovalo.  Ak to funguje, tak je synchronizovany.   Ak nie je, tak nic s tym na zemi nespravis. Budes mat presnost desiatky km.

Inak časová synchronizácia hw, bola z fyzikálneho hľadiska zaujímavá úloha. Na línii plynovodu sú v pravidelných odstupoch stanice katódovej ochrany. Sú to zdroje napätia, alebo prúdu, pripojené na potrubie. Potenciál týchto zdrojov zabraňuje korózii potrubia. Lokálny stav izolácie potrubia sa dá zistiť časovým priebehom poklesu napätia, po vypnutí zdroja. Tento dej má ale krátku časovú konštantu, len pár ms. Pre diagnostiku potrubia bolo treba vypínať a zapínať cca 140 zdrojov na 500 km úseku, synchronizovane s presnosťou mikrosekúnd.  Podobne sa dá zistiť aj prerušenie potrubia, z priebehu tlakovej vlny v priestore a čase a lokalizovať zdroj havárie.

pred 27 minútami, tyso pridal:

Ak nie je, tak nic s tym na zemi nespravis. 

Požiadavka je, aby to fungovalo aj v lietadle pohybujúcom sa nadzvukovou rýchlosťou..

Citát

Clanok hovori ze pri rotujucej zemi sme inde ako v case ked nam druzice poslali signal a toto by sme mali zapocitat.   A ked som sa zamyslel, tak to nesedi.

Ale na tom že Zem rotuje nezáleží.. "Autor sa mýli"?

pred 27 minútami, alamo pridal:

Požiadavka je, aby to fungovalo aj v lietadle pohybujúcom sa nadzvukovou rýchlosťou..

Lietadlo má zanedbateľnú rýchlosť, voči rýchlosti svetla. Relativistické korekcie hodín v družiciach sa tiež nemusia robiť každú hodinu a družice sa pohybujú rýchlejšie. Čítal som, že Rusi na Ukrajine vysielajú rovnaký, ale falošný signál, ako družice GPS. Lokálne je tento signál silnější, ako signál z družíc a GPS systémy zlyhávajú. Lacné a efektívne riešenie. Je to výzva, pre konštruktérov. Ukrajina sa tak stala "laboratorijom" testovania.

GPS je lacná, efektívna, ale zraniteľná, Na GPS navigáciu sa nové zbraňové systémy už v budúcnosti nebudú môcť spoliehať. Nové zbrane bude zrejme navigovať AI. Neviem, či je to pravda, ale USA robili testy s navigáciou ponoriek, pomocou gravitačného poľa. Ak disponujú podrobnou mapu gradientov gravitačného poľa v oceánoch, pre AI by nemal byť problém určiť polohu a zvolenú  trajektóriu plavby ponorky. Výhodou je, že ponorka nevysiela žiadny signál a tak sa neprezradí.

@Tono

https://www.flightradar24.com/data/gps-jamming

Signál GPS je rušený nad veľkou časťouTurecka, Synajom, Jordánskom, Cyprom..

Aj nad niekoľkými "špeciálnymi miestami" v USA a Číne..

Žeby všetko to iba Rusi? 

Čudné. Že si na to nikto nesťažuje. 

pred 4 minútami, alamo pridal:

@Tono

Čudné. Že si na to nikto nesťažuje. 

Pokiaľ viem, tak sa sťažovali Lotyši.

na arxiv nemoze publikovat kazdy to mas odkial taky nezmysel? Mozes hadzat kolko flasi len chces...

Tono,

No ale v čom je ako pridana hodnota? ze mas anaylticke riešenie, či čo ako? resp. to, že rotačne krivky vysvetliš pre našu galaxiu cez Newtona. Nerozumiem, čo chceš vlastne publikovat. Ked poupravuješ rozloženie hmoty, resp. si prisposobiš nejaké veci, aby ti to vyšlo, tak to relevatne nemôže byť..

@TonoVlastne.. To už nieje debata o fyzike..