GPS и Теория и Относительности

    Slava Parkov написал
    1 оценок, 3494 просмотра Обсудить (4)

    Последнее время мне все время попадаются утверждения, что в GPS не учитывается Теория Относительности:

    “А, скажем, «истинная» скорость бортовых часов GPS – это орбитальная скорость спутника, которая, при круговой орбите, постоянна. Считается, что поведение бортовых часов GPS – триумфально подтверждает теорию относительности. Громче всех об этом кричат те, кто меньше всех знают, как GPS работает. А те, кто знают – те помалкивают. Возьмите один из лучших учебников по GPS [Т2] – в нём приведены немыслимые подробности. Но, так сказать, о главном – о том, как в GPS учитываются эффекты теории относительности – в нём нет ни слова. “ ( http://newfiz.info/mis-esse.htm )

    Или здесь, один из здешних (МП) критиков Теории Относительности Александр Мастеров написал:

    “В системах навигации не используют формулы Эйнштейна. В техническом задании, когда писали ПО для GPS спутников, требование вносить поправки согласно формулам Эйнштейна действительно были. Такие процедуры были реализованы программистами, но потом эти процедуры были закомментированы, поскольку часы не подчинялись формулам Эйнштейна. (Некоторые из часов спешили, а другие - опаздывали, и там нет никакой регулярности, тем более там не просматривается релятивизм Эйнштейна.)”

    Как же на самом деле учитывается Теория Относительности в GPS и откуда взялись утверждения, что в GPS Теория относительности не учитывается. Прежде всего, что такое GPS? Фактически это летающие на орбите очень точные (атомные) часы, которые передают все время свои координаты и сигналы точного времени. GPS приемники (которые есть в телефоне или автомобильном навигаторе) это приемник, который принимает сигнал от нескольких спутников и вычисляющий на основе этих данных координаты. Для точного определения координад нужен сигнал от как минимум четырех спутников.

    Все спутники летают по круговым орбитам с периодом обращения примерно 13 часов. То что они летают по круговой орбите сильно упрощает жизнь: скорость спутников и напряженность гравитационного поля на орбите не меняется. Поэтому релятивиские поправки вычилсяются довольно просто (они были вычислены в1955 году еще до запуска первого Спутника, когда идея запуска часов в космос для проверки Теории относительности была впервые высказана Фицджеральдом Виттенбергом). Одна поправка релятивиское замедление времени (определяется Специальной Теорией Относительности), которая при скорости 4 км/сек (скорость GPS спутников на орбите) составляет 7.6 микросекуны/день. Другая поправка – ускорение времени из-за уменьшение напряженности гравитационного поля Земли на орбите – 45.9 микросекунд в день. В итоге часы на спутнике будут уходить вперед на 38 микросекунд в день.

    Для того, что бы не усложнять жизнь программистам которыу пишут мат. обеспечение для GPS приемников, часы на спутниках замедлены на 38 микросекунд в день. Для этого стандартная частора 10.23 MHz в часах на борту спутников заменена на 10.22999999543 MHz. В результате сигналы точного времени на принимаемые со спутника оказываются правильными.

    Поэтому никакой коррекции в GPS приемниках делать не нужно, все уже сделано на борту спутника. Это значит, что программисты, утверждающие, что они не учитывают Теорию Относительности при обработке сигнала, абсолютно правы и тем самым это является подтверждением правильности Теории Относительности.

    Комментировать

    осталось 1185 символов
    пользователи оставили 4 комментария , вы можете свернуть их
    Микола Борисiв # написал комментарий 7 августа 2015, 15:59
    все утверждения о том, что релятивистские поправки не нужны (или даже не существуют в природе, как до сих пор убеждены мракобесы) - полная ерунда, на которую не стоило бы обращать внимания, если бы их, мракобесов, не было так много, они не были бы так агрессивно-активны, и существование которых не являлось бы одной из национальных особенностей России.

    По-поводу статьи.
    На мой дилетантский взгляд, если держать в фокусе только поправки времени (и вправду крохотные, если в секундах), то маскируется реальный эффект, который в метрах. Потому что основное назначение GPS и GLONASS - не время измерять, а местоположение определять. И если неучёт релятивистской поправки приводит к систематической ошибке до 15 м, то это очень даже много. И игнорировать её было бы странным.
    Микола Борисiв # написал комментарий 7 августа 2015, 16:00

    Чтобы сразу обнулить чьи-либо ссылки на мнения безымянных програмеров, рассказывающих по сетям, что, дескать, релятивистские поправки если и были вначале введены, то потом они были "закоментарены", следует читать официальную информацию. И практически всю официальную информацию о приближениях, т.е. обо всех учтённых и неучтённых эффектах в GPS и GLONASS можно найти по следующим ссылкам:
    1. на русском, ссылка на conf.nsc.ru , где есть хорошее графическое пояснение о вкладе разных эффектов в вычисление положения. Откуда тоже ясно, что вопрос о необходимости такой коррекции давно никем из специалистов не подвергается сомнению.
    2. на англ., ссылка на igscb.jpl.nasa.gov
    и взятое оттуда же описание ссылка на igscb.jpl.nasa.gov ;
    вот полное научное обоснование ссылка на relativity.livingreviews.org

    Микола Борисiв # ответил на комментарий Микола Борисiв 7 августа 2015, 16:02

    а больше всего мне нравится краткое и ясное описание ссылка на www.navipedia.net ,
    где приведено графическое сравнение точности системы при работе с учётом и без учёта поправки. Которое, по идее, снимает все вопросы о необходимости этой поправки у всех мыслящих людей. Там также пояснена разница между способами учёта релятивистской поправки в учёте эллиптичности орбиты в GPS и GLONASS.

    Яррандус Попов # ответил на комментарий Микола Борисiв 25 августа 2015, 22:36
    Ну и нагородили единственно что дак это поправка гравитации а всё остальное мылпои лапша не стыдно врать
    • Регистрация
    • Вход
    Ваш комментарий сохранен, но пока скрыт.
    Войдите или зарегистрируйтесь для того, чтобы Ваш комментарий стал видимым для всех.
    Код с картинки
    Я согласен
    Код с картинки
      Забыли пароль?
    ×

    Напоминание пароля

    Хотите зарегистрироваться?
    За сутки посетители оставили 790 записей в блогах и 7542 комментария.
    Зарегистрировалось 37 новых макспаркеров. Теперь нас 5024427.