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所有反相者都来解决EPS模型吧
[楼主] 作者:正和  发表时间:2004/10/28 11:51
点击:322次

设地球为标准正圆球,赤道上空均布一定数量同步卫星,使赤道上每一点都可以看到至少两颗卫星,足以用于赤道物体的定位。只对赤道上的物体定位,称之为赤道定位系统(EPS)吧:)

请在牛顿框架下对EPS作出操作规定。

只有解决这个问题,才能理解许多基本概念,才能理解牛顿框架存在的问题,GPS中不得不做的妥协(表观光速可变及各向异性)以及GPS与GR的相容性。

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[楼主]  [2楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/28 12:06 

简化:只对相差90度的两颗同步卫星之间的部分赤道定位。大家可以在其它方面继续简化,只要原理不变就行。
所有反相者都来解决EPS模型吧
 [3楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/10/28 14:14 

用爱因斯坦的方法对钟吗?不可能,无论用什么方法对钟,只有牛顿同步时钟可用。

没有人会蠢到用爱因斯坦的方法对钟,除了不懂相对论的相对论者们。在就是GR的不自恰。GPS就是定牛顿时空坐标的。

 

[楼主]  [4楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/28 14:48 

千呼万唤“牛顿对钟法”就是不出来!
所有反相者都来解决EPS模型吧
 [5楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2004/10/28 15:14 

GPS用的就是牛顿同步时钟,还用问吗?方法可以有很多种,技术问题就需要专门解决。
首先,你要承认不是爱因斯坦同步时钟,然后才能讨论如何对钟。可以用爱因斯坦的对钟方法对钟吗?不自恰。
[楼主]  [6楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/28 15:24 

不需要涉及技术细节,没有大气影响,没有其它天体干扰,原子钟也没有随机误差
定位用的地面接收器也可以用同样的原子钟而非粗糙的石英钟……一切非本质的因素都可以忽略。
 [7楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/10/28 16:33 

没说清楚,是定位的方法吗?

“请在牛顿框架下对EPS作出操作规定”?
什么意思?是定位方法吗?

暂时理解成EPS的定位方法吧,
有几种方法可以考虑:
1、测向定位法:
接收者用一个高精度载波测向器,
定出某个卫星与其水平面的夹角,
由于该卫星的高度和位置是已知的,
所以就可以换算出接收者的位置了,
这类似最古老的星象定位法,
当然载波测向精度很难精确,
比起光线测向的精度来差不少(可惜看不见卫星),

2、往复信号法:
卫星随时发出标准“时隔”T=1秒的脉冲信号,
地面接收者每接收到一个脉冲P后,
就向卫星发出一个“应答脉冲信号”p,
卫星计算:从发出P到接收到p所用的时间t,
(假设这个t<<T)
就可以精确计算出“位置圆”,两圆相交就可以定出位置了,

3、两星时差法:
一般的GPS接收机都是只能接收信号的,
这时的定位方法还是要得到接受者S与卫星的间距,
但实际是很难得到的,设想:
假设卫星时钟与S时钟已经保持同步,
那么如果卫星在8:00点发出一个信号,S在8:01接收到,
就可知:距离是30万公里,
可是要使卫星时钟与S时钟精确同步只能在理论上成立,
目前实际中显然是不可能的,只能使它们的“时隔”相等,
但是每个“时隔”之间的“时差”是算不出来的,
这个“时差”就是卫星信号传到S所需的时间,

但是我们可以比较从两个卫星传来信号的“时间差”,
由于各卫星之间的时钟是可以调整到保持同步的,
(卫星之间的时钟保持同步的方法另论了)
所以如果我们在两个卫星的“等距线”上,
就会测到这个“时间差”为零,
总之,位置与“时间差”有某种函数关系,
比如简化成直线的情况:
卫星A-----------S----中点C----------------------卫星B
假设坐标原点O放在C处,AB间距为2L,
则:A(-L),B(L),S(x),
S收到A信号的时间是:
t1=(L-x)/c
S收到B信号的时间是:
t2=(L+x)/c
t2-t1= 2x/c
x=Δtc/2
我们只要测出Δt=t2-t1就可算出相对C点的位置x了,
这大概就是现在GPS的基本定位原理了?

EPS具体的操作:
如果S距离A较B近,S当然首先接收到A信号,
当S接收到A来的脉冲信号后,开始计时t=0,
而后接收到B信号后,停止计时,得到t=Δt,
(当然同样要求:Δt<<T)



[楼主]  [8楼]  作者:正和  发表时间: 2004/10/28 16:54 

感谢认真的思考

“请在牛顿框架下对EPS作出操作规定”?
什么意思?是定位方法吗?

//是用此定位体系必须做的测量程序和计算原理。

暂时理解成EPS的定位方法吧,
有几种方法可以考虑:
1、测向定位法:
接收者用一个高精度载波测向器,
定出某个卫星与其水平面的夹角,
由于该卫星的高度和位置是已知的,
所以就可以换算出接收者的位置了,
这类似最古老的星象定位法,
当然载波测向精度很难精确,
比起光线测向的精度来差不少(可惜看不见卫星),

//第一,地面站的空间坐标是可以用尺子来量的,所以可假定为已知;而卫星空间坐标需要有一套由地面站观测确定的方法,以后就可以当成已知的(能测第一次,以后再测定也不在话下)。

//第二,可以测卫星视角,但在牛顿框架中的计算原理是什么?注意地球是旋转且有引力的。光传播是要时间的。

2、往复信号法:
卫星随时发出标准“时隔”T=1秒的脉冲信号,
地面接收者每接收到一个脉冲P后,
就向卫星发出一个“应答脉冲信号”p,
卫星计算:从发出P到接收到p所用的时间t,
(假设这个t<<T)
就可以精确计算出“位置圆”,两圆相交就可以定出位置了,

//卫星标准时隔与地面是不同的,引力红移已经在GPS中被证实,实际上GPS卫星发射频率调得比标准频率低了一点,到达地球时刚好蓝移为标准频率。不可以假设t<

3、两星时差法:
一般的GPS接收机都是只能接收信号的,
这时的定位方法还是要得到接受者S与卫星的间距,
但实际是很难得到的,设想:
假设卫星时钟与S时钟已经保持同步,
那么如果卫星在8:00点发出一个信号,S在8:01接收到,
就可知:距离是30万公里,
可是要使卫星时钟与S时钟精确同步只能在理论上成立,
目前实际中显然是不可能的,只能使它们的“时隔”相等,
但是每个“时隔”之间的“时差”是算不出来的,
这个“时差”就是卫星信号传到S所需的时间,

//看来让大家自定义条件还是有点乱。GPS接受机只接收信号,不能与卫星通讯,地面站才可以。我们的EPS也应做此规定。但从原理上说,通讯也可以。

但是我们可以比较从两个卫星传来信号的“时间差”,
由于各卫星之间的时钟是可以调整到保持同步的,
(卫星之间的时钟保持同步的方法另论了)

//卫星钟的同步是GPS最核心的问题!我只感兴趣您的“另论”。


所以如果我们在两个卫星的“等距线”上,
就会测到这个“时间差”为零,
总之,位置与“时间差”有某种函数关系,
比如简化成直线的情况:
卫星A-----------S----中点C----------------------卫星B
假设坐标原点O放在C处,AB间距为2L,
则:A(-L),B(L),S(x),
S收到A信号的时间是:
t1=(L-x)/c
S收到B信号的时间是:
t2=(L+x)/c
t2-t1= 2x/c
x=Δtc/2
我们只要测出Δt=t2-t1就可算出相对C点的位置x了,
这大概就是现在GPS的基本定位原理了?

EPS具体的操作:
如果S距离A较B近,S当然首先接收到A信号,

//那也不一定,因为地球在转动。

当S接收到A来的脉冲信号后,开始计时t=0,
而后接收到B信号后,停止计时,得到t=Δt,
(当然同样要求:Δt<<T)

 [9楼]  作者:yanghx  发表时间: 2004/10/28 18:02 

客气了,闲也是闲着

卫星标准时隔与地面是不同的,引力红移已经在GPS中被证实,实际上GPS卫星发射频率调得比标准频率低了一点,到达地球时刚好蓝移为标准频率。

这是引力蓝移了?
可能是横向多普勒效应吧?
类似的可以看看刘武清的实验呀?

=============================
EPS具体的操作:
如果S距离A较B近,S当然首先接收到A信号,
//那也不一定,因为地球在转动。

这倒象是我做过的“光点漂移实验”呀?
刘武清的实验也可以参考?


================================
另论:如下图:

A-----------间距L-------中点C---------间距L-------------B,

方法1:
A与B都不断向中点C发出等“时隔”脉冲信号P1和P2,
如果C同时接收到P1与P2,那么说明A与B的时钟是同步的,
否则,C就发出调整信号,调整A或B,
使得P1与P2同时到达C为止,
重复此操作就可以使所有的卫星时钟保持同步了?
那么对于其它不在中点的位置,才会得到正确的“时间差”,

方法2:
关键还是找到两颗相邻卫星A和B在地球上的等距离点C,
(可以用激光精确测量距离)
然后在C点向A、B同时发送标准时间间隔信号,
遥控调节A、B与C发来的信号同步,
调整的情况可以通过卫星上的摄象头观察数字显示的计量装置,
一直调整到同步误差值基本为零就是了,
当然要慢慢的调,因为电视信号有一点延时,
这属于具体的技术问题了,
重复此方法,就可以把所有的卫星都彼此校准同步、同时了?

至于卫星信号在传递过程中,
由于地球自转产生的“中点C误差”,
可以精确测量一下,估计那是相对很小了,
而且这个误差是有简单函数规律可寻的,
(光点偏移量很容易计算)
好象不是什么大问题吧?


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