 Приятное тепло полуденного солнца накрыло путешественников своим мягким одеялом. Иван Иванович через полу прикрытые веки следил за причудливым танцем веток, качающихся в такт летнему ветерку.- Хорошая выдалась прогулка, в озере искупались и о GPS теперь всё знаем. Драйвер Модемович закашлял, подавившись травинкой, которую пожёвывал до весьма самонадеянного высказывания друга.- Вообще-то многих аспектов, связанных с работой GPS, я ещё не касался. Незнайкин приподнял голову. Слово «ещё» его насторожило.- А те, о которых я назвал, освещены лишь обзорно. К примеру, взять такой момент. Я сказал, что расстояние от приёмника до спутника определятся всем известной формулой «расстояние, делённое на скорость».
А тебе ничего не показалось странным?- Не знаю.- Около космические расстояние свет проходит за доли секунды. И как ты в таких условиях будешь достаточно точно измерять скорость?- Ну, атомные часы - Атомные часы находятся на спутнике, в GPS-приёмник их не впихнёшь. А время получения сигнала для проведения дальнейших расчетов необходимо измерить приёмнику.- Действительно, - появился отошедший в кусты Антон. – Часы на спутнике, а измерять время надо на Земле.- Для решения этой проблемы разработчики придумали «Псевдослучайный код». Я как-то упоминал о нём. Спутник и приёмник одновременно генерируют идентичный код. И всё что остаётся приёмнику это сравнить пришедшую из космоса последовательность импульсов со своей. По результатам сравнения определяется временной сдвиг, который и является искомой величиной из уравнения. Всё понятно?- Полностью, - поспешил заверить Иван Иванович.- А тебе Антон? - спросил Драйвер, увидев, что мальчик замялся.- Понятно в общем, но… меня смутило слово «одновременно». Как это получится, если точные часы на спутнике?- Молодец, сразу видно человека, который слушает внимательно, – Драйвер с укоризной посмотрел на Незнайкина-старшего.- Подумаешь, - буркнул тот.- Часы на GPS-приёмнике не такие точные, как на спутнике, но это на самом деле не имеет значения, если осуществить совершенную временную привязку. Чтобы понять, как это происходит, рассмотрим упрощенный пример с двумя вместо трёх координат. Предположим часы на нашем устройстве отстают на секунду. При этом мы находимся в пяти секундах от спутника I, и в семи от спутника II. На плоскости мы получим пересечение двух окружностей – две точки, одну из которых можно исключить логическим путём. Но наши часы врут, и на самом деле мы получим точку на пересечении окружностей для спутников I и II – шесть и восемь секунд соответственно, которая не совпадает с реальной. Теперь смотрите, что получается, если для измерения взять ещё один спутник. В случае идентичного хода часов на спутнике и наших все три окружности пересекутся в одной точке. В противном случае мы получим три точки, которые образуют треугольник наших возможных положений. Тут появляется работка для вычислительной системы GPS-приёмника. Она добавляет к каждому измерению вероятную погрешность хода внутренних часов и путём простого перебора получает такое значение, которое «сводит» окружности в одну точку. В системе GPS проделывается то же самое, но только для трёх координат, поэтому используется информация с четырёх спутников. Уф. Драйвер Модемович победоносно осмотрел свою немногочисленную аудиторию и скривился. Иван даже не делал вид, что слушает, очищая грязь из-под ногтей, а Антон буквально глядел в рот говорившему, но в его затуманенных глазах даже на секунду не промелькнула искра разума.- Возможно, я немного переборщил с теорией, – вздохнул про себя оратор.- Жарковато сегодня.- Хорошо, дождь кончился, а то вертолет мог задержаться, - потягиваясь на мягкой хвое, пробормотал Незнайкин-старший, с удивлением констатируя исчезновение боязни полётов.- Дождь винтокрылой машине не помеха, - заверил Драйвер. - Другое дело сильный ветер, но это должен быть действительно СИЛЬНЫЙ ветер, так что мы можем быть спокойны. Через три часа.- Мёзим бить спякони, мёзим бить спякони, - наверное, уже в сотый раз передразнил Драйвера Незнайкин, закрываясь от летящей в лицо смеси листьев, пыли, веток и ещё черт знает чего. – Теперь точно можем быть спокойны, никакой вертолёт в такую погоду не прилетит. - Что же мы будем делать? – Антон кутался в куртку, которая, впрочем, почти не защищала от пронизывающего ветра.- А ничего, еда у нас кончилась. Помрем, значит. – Иван бросил взгляд на испуганного сына и добавил. – Не бойся, придумаем что-нибудь! Драйверу Модемовичу, наконец, удалось расправить карту. - Здесь рядом дорога, если мы на неё выйдем и поймаем попутку, то спокойно доберёмся до города. Глядишь ещё на работу завтра успеем.- Здорово! – Антон засиял энтузиазмом. – С помощью GPS-приёмника мы вычислим маршрут, скорость движение и точное время, в которое подойдём к дороге.- Хм, не хотелось бы разрушать твой оптимизм - Вот и не разрушай, - буркнул Иван Иванович.- …но практика немного отличается от теории.- Просто покажи пальцем, куда идти, умник.- Так вот, - начал Драйвер, когда друзья опять двинулись в путь. – На точность получаемых с помощью GPS-приёмника данных кроме разсинхронизации влияет ещё несколько факторов. Главный из них - ионосферная задержка сигнала. Он ставит под сомнение один из основных принципов, на которых опирается система GPS, что скорость распространения радиосигнала неизменна. Действительно, на высоте 115-210 км находится так называемая ионосфера, область заряженных частиц, которые оказываю существенное влияние на прохождение радиосигнала.
|