Отиди на
Форум "Наука"

GPS и относителността


Recommended Posts

  • Модератор Инженерни науки

Липсваше тема за системата GPS, как работи и какво прави. Мислех, да но така си остана. И затова сега отзад напред - влиянието на релативистичните ефекти върху работата на GPS системата.

https://www.youtube.com/watch?v=zQdIjwoi-u4

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Благодаря, Гравити!

Давай, нещо там линкове или каквото се сетиш.. То клипа малко поизчерпва темата, ама могат други подобни да се дадат (колкото да се съпостави информацията), препратки и т.н.

Аз може би ще кажа няколко думи за системата - как работи и т.н. или по-вероятно ще дам някое видео

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Има проблем: :grin:

СТОЯЧАЯ ВОЛНА – ВЕРХОВНЫЙ УЧИТЕЛЬ ФИЗИКИ , Георгий Петрович Иванов

"

СТОЯЧАЯ ВОЛНА - ВЕРХОВНЫЙ УЧИТЕЛЬ ФИЗИКИ

© Георгий Петрович Иванов

Контакт с автором: nara@tts.lt

Стоячая волна, образно говоря, «содержит» внутри себя преобразования Лоренца и принцип относительности, по форме тождественный известному из СТО Эйнштейна, но антагонистически несовместимый с нею по физическому смыслу.

Утверждение о том, что вся вещественно-полевая материя «соткана» из волн вполне согласуется с представлениями современной физики. Ведь, согласно квантовой теории, нет частиц, есть волны-частицы.

Занимающие ограниченный объём стационарные волновые системы могут образовывать когерентные состояния, характеризующиеся периодически повторяющимися наборами каких то параметров в каждой точке этого объёма. Простейшим элементом когерентного состояния является стоячая волна. Любую сколь угодно сложную волновую систему можно разложить на плоские волны или, наоборот, синтезировать из плоских волн, вот почему плоская стоячая волна есть фундаментальный базовый элемент всего сущего а закономерности, её описывающие, имеют силу законов Природы.

Пусть в пространстве существует плоская стоячая волна, образуемая двумя распространяющимися в противоположных направлениях бегущими гармоническими волнами c одинаковыми, по отношению к наблюдателю, величинами скоростей. Тогда, можно записать:

ψ(r,t) = acos(ωt - kr) + acos(ωt + kr) = 2acoskr cosωt (1)

где ψ(r,t) –отклонение параметра стоячей волны от нулевого значения, r – Радиус вектор по направлению распространения, t – время, a - амплитуда стоячей волны, ω – частота колебаний, k - волновой вектор (k = 2π /λ, λ – длина волны).

..."

Релавистските разсъждения (постулатите в тях) нямат обяснителна сила за физиката. Само Лоренц е прав и при него етерът е неподвижен. (Това се твърди в статията)

(пп... Моето мнение е, че релативизмът донякъде помага за разбиране на относителността на времето и пространството, но води до задънена улица при опит за обясняване на Света)

...
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Липсваше тема за системата GPS, как работи и какво прави. Мислех, да но така си остана. И затова сега отзад напред - влиянието на релативистичните ефекти върху работата на GPS системата.

Що, бе?

Нали това (болднатото) искате да се засегне в темата. :grin:

Релативизмът, по-скоро, е философска тенденция:

- фиксира точно понятие за НАБЛЮДАТЕЛ, автоматично произвежда ГЛЕДНА ТОЧКА.

- относителните ефекти са ограничени в ИС - само и единствено заради относителното им движение с постоянна скорост спрямо наблюдател.

- намесят ли се ускорявания (вкл. гравитация) - само приблизително (в изчислявания) може да се прилага. При това гравитационното ВЪЗдействие се счита мигновено.

В крайна сметка - затова се налага корекция на "времевите" данни. :haha:

...

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Малък коментар. В клипа, както и на всички други места, се казва, че има два ефекта които водят до разлика в показанията два часовника, един на земята, втори на сателита. Единият ефект идва от това, че двата часовника имат различна линейна скорост т.е. единя се движи спрямо другия и следователно според СТО ще има разлика в хода на часовниците. Вторят ефект е поради това, че часовниците се намират на различни места в гравитационното поле и според ОТО ще тикат по различен начин. Сумарно, едното води до изоставяне другото до избързване, ще има разлика и тя трябва да се отчита. Но СТО е специална теория и ОТО е обща в смисъл на това, че СТО е частен случай на ОТО, и ОТО обхваща всички ситуации. За това СТО дори не е необходимо да се споменава.

Ето как стават сметките на ниво идея. Земята не е сферична и статична, но ефектите от въртенето и лиспата на пълна сферична симетря са пренебрежимо малко. Това разибра се е нещо което трябва да се обоснове. Тогава с достатъчно добро приближение може да изпозлваме решението на Шварцшийлд. Използвайки, че часовника е винаги на един и същи радиус и от симетрията може да разглеждаме само случая когато е в екваториалната равнина, метриката дава директно връзката между собственото време на часовника и координатното време. Участвата и масата на земята, радиуса на който се намира часовника и ъгловата му скорост. Като направим това за двата часовника и елиминираме координатното време получаваме връзката между показанията на двата часовника. Остава единствено да се намерят радиусите и ъгловите скорости. Тук може да се изпозлва класическата механика като добро приближение. Което разбира също трябва да се обоснове.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

С две думи - онзи който е на земята ще тиктака* малко по-бързо** заради това че "не се движи" (движи се със значително по-ниска ъглова скорост), но пък ще се забавя заради по-силната гравитация на повърхността. За часовникът в сателита ще е обратното - забавяне заради движението на сателита, но ще "тиктака" по-бързо заради отслабването на гравитацията (обратно пропорционално на квадрата на разсоянието)

* - тиктака - тиктакането в атомния часовник са осцилациите на цезиевия атом;

** - да се разбира че ще търпи се по-малко забавяне;


Тоест по едната или другата причина имаме забавяне и за двата часовника.

И тук вече идват сметките кое забавя повече - скоросост която е еди каква (грубо една осемдесет хилядна) си от C или отслабена гравитация при височина 20 000 км


Няма нужда да се пряват, клипа мисля (последно го гледах като го постнах) че казва. На борда на спътника времето тече по-бвано.


На пръв поглед изглежда, че ефектите дето забавят времето взаимно се неутрализират, но не е така в случая. А дали може да се случи (да няма разлика между орбиталния и наземния часовник) при друга гравитационна константа е въпрос на сметки. Според мен - не (на прима виста)

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

И тук вече идват сметките кое забавя повече - скоросост която е еди каква (грубо една осемдесет хилядна) си от C или отслабена гравитация при височина 20 000 км

Моят коментар беше, че не е нужно да се смятат тези две наща отделно. Написал съм идеята как се смята всичко наведъж.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Ок, де. А моят - да покажа кое откъде идва преди да се опрости


Иначе това нещо вече е дискутирано, така че моето може да е излишно

Link to comment
Share on other sites

  • 3 седмици по-късно...
  • Модератор Инженерни науки

Мерси за наомнянето, сега ще вида какво ще измисля отнякъде


Понеже в другит науки и където и да е май няма тема за GPS системата, предлагам това:

http://bg.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%BB%D0%BE%D0%B1%D0%B0%D0%BB%D0%BD%D0%B0_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%B7%D0%B0_%D0%BF%D0%BE%D0%B7%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B5


На БГ Уикипедията тук може да и се вярва. Могат да се четат важните работи, другото ако трябва ще се пояснява - 24 спътника, на 20 000 км височина, разположени в 6 орбити, всеки сателит обикаля земята за ок 12 часа...


Подробност за мен лично е дали са 24 или повече или ако са 24 колко от тях са видими за потребителя и колко за засекретени /кодирани/ за да се ползват само от военните...


По моя груба преценка равнините на орбитите трябва да са 3 по 3 взеаимно перпендикулярни, а за да има равномерно разпределение - едните 3 от другите 3 трябва да са на 45°. Там обаче дават че ъгълът на (може някои от) орбитите са 55° спрямо екваториалната равнина, причината може да е наклонът на земната ос.. В орбита летят по 4.. Както и да е - разположението е такова, че във всеки един момент от всяка точка на земята да се виждат минимум 4 сателита. Това трябва да се прецизира, защото на равно винаги виждам поне 5, а в ровини и дерета и два няма да се видят. А как ги виждам ли - използвам "пехотински" (туристически де :)) GPS приемник, които има странца която показва разположението на сателитите силата на сигналите. Това е за да знаете колко да му вярвате, когато снемете точка. От тази "екстра" вероятно са лишени навигационните приемници в колите, както и и със сигурност приложенията за визуализация в смартфоните, така че ако трябва ще покажа как изглежда в следващ пост. Та повечето видими сателити значат по-малка грешка.


Хм, времето лети и може да не ми стигне за всичките излияния, но може да продължа по-късно разбира се.


Какво още.. Как се е стихнало до там? Ми представете си че това са еволюирали морски фарове (/радио/маяци).

Почнало се е с фаровете - от древността, после радиомаяци.. И накрая Глобалната система за позициониране.

Но спътниците се движат.. Но пък знаят с доста голяма точност (до няколко метра) къде се намират. И изпращат тази информация като сигналите са им синхронизирани (атомни часовници се ползват за целта) и GPS приемникът ви отчита закъсненията на всеки един сигнал (разликите във времето) и смята. Има в памтта нужните алгоритми за аритметиката и често цифров модел на земята.. Но това последното го пише в Уикито


Много добре в Уикито са изброени и източниците на грешки, не е зле да се видят. Принципно темата е пусната само заради една от тях.

Долу са споменати и сходни сиситеми, така са - Галилео, ГЛОНАСС, Бейду, а Индийската не пише, но май беше ИНДРА..

Като САЩ могат да изведат останалите от употреба в случай на необходимост (война)..

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Добри хора, попреведете малко материята в резюме за неграмотници кат нас? :)

Нека почнем от там че не сте неграмоници (това го прпуснах в предходния пост), но за последно хаквам "+" на такава самокритика па била и шеговита :)

Както и ние не знаем безброй неща дори за нещата дето претендираме, едно от тях е именно това и моля и Гравити да се включи, ако не е проблем

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Значи първият потребител има една питанка - знае за релативистичното отместване в показанието на бордовите часовници, приема, че средното е почти еднакво заради еднаквтие орбити - заради височините, наклоните и т.н, но не си обяснява еднаквите показания за различно движещи се наблюдатели - тори на екватора и полюса примерно. Обясняват му в първия пост, че за работата на системата скоростта на приемника не е от такова значение

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки

Ако правилно си спомням - времевата кореция се извършва веднъж на 2 часа. Тоест- както кулата в Мюнхен сверява радиочасовниците, но това може да беше на на час, който иска да проверява. Да, орбиталните часовници се синхронизират със земното време.


Сега видях че горният пост ми е някак си непълен.. Приемам поправки, допълнения и въпроси.


С времето ще пускам сумаризирани интересните коментари по натам

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   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.

Зареждане...

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...