Как GPS-спутники обновляют свои часы

Как GPS-спутники точно сохраняют свои часы на борту? Я предполагаю, что им нужно получить обновление с базовой станции. Но как вы убедитесь, что после обновления все спутники синхронизированы, то есть нет фазового сдвига.

У вас есть базовая станция на земле и предположите, что все спутники, которые вы хотите обновить, находятся в прямой видимости. Вы отправляете команду обновления. Но каждый спутник находится на другом расстоянии от базовой станции. Также будет задержка с получением команды, чтобы обновить внутренние часы. У некоторых спутников может быть более новое оборудование, которое происходит быстрее.

Если вы обновляете спутники отдельно, вам нужно будет убедиться, что ваши тайминги команд, которые вы отправляете, очень точны. Это кажется сложной задачей. Есть ли лучший метод, который используется на практике?

Я предполагаю, что меня интересует, скажем, у вас есть часы в местоположении A. Как вы синхронизируете его с часами в местоположении B, который находится далеко от A? У вас есть временная задержка полета сообщения, задержка обработки в B и т. Д.

39 голосов | спросил user110971 28 12016vEurope/Moscow11bEurope/MoscowMon, 28 Nov 2016 12:14:55 +0300 2016, 12:14:55

3 ответа


46

Ошибки часов не исправлены, они скомпенсированы в два этапа.

1. Определение ошибки

сегмент управления GPS использует эталонные приемники в хорошо известных местах для определения фактические орбитальные элементы и часовая ошибка космических аппаратов. Ссылка на позицию - это кадр WGS84 , для времени это международное атомное время . Принимаются во внимание даже самые маленькие эффекты, такие как континентальный дрейф и релятивистская временная дилатация .

2. Компенсация ошибок

Встроенные часы (на самом деле, SV Z-Count, см. IS-GPS-200 3.3.4) не настроен , отключен или сброшен, чтобы компенсировать ошибку. Ссылаясь на IS-GPS, 20.3.4.2:

  

Каждый SV работает по собственному времени SV

Вместо этого смещение между UTC и часами этого космического аппарата («GPS-Time») передается в навигационном сообщении (см. IS-GPS 20.3.3.3.1.8). Это не только включает текущее смещение, но и различные прогнозы («интервалы между точками», 20.3.4.4). Как правило, только очень точный краткосрочный прогноз имеет значение, другие будут использоваться, если контрольный сегмент неработоспособен и восходящая линия связи не возможна.

Аналогично, ошибка положения (отклонение от номинальной орбиты) остается нескорректированной (это истощает драгоценное топливо), но передается получателям путем загрузки данных эфемерид (орбитальных элементов) в космический корабль.

Время полета не является проблемой для восходящей линии, так как новые данные интерполяции уже определены на предыдущем шаге.

Фактическая компенсация выполняется в приемнике (пользовательский сегмент). Он применяет поправки при связывании наблюдаемой фазы сигнала /кода для разных SV.


Исключительные ситуации

Иногда старые космические аппараты ведут себя непредсказуемо, например, их часы начинают непредсказуемо дрейфовать. AGI имеет сайт с данными о производительности встроенных часов. Вы можете видеть, что часы США-151 (отправка PRN28) немного шаткая и требует частых компенсаций.

Если часы идут вразрез или маневр с питанием делает SV непригодным для навигации, SV отправляет «неоперабельный флаг» в своем навигационном сообщении и игнорируется получателями конечных пользователей.

ответил Andreas 28 12016vEurope/Moscow11bEurope/MoscowMon, 28 Nov 2016 13:12:02 +0300 2016, 13:12:02
6
  

Скажем, у вас есть часы в местоположении A. Как вы синхронизируете его с часами в местоположении B, который находится далеко от A?

Вы можете сделать NTP . Грубо говоря,

  • отправить запрос на текущее время в настоящий момент \ $ t_0 \ $
  • сервер получает ваш запрос в \ $ t_1 \ $ и отправляет вам ответ в \ $ t_2 \ $
  • получить ответ \ $ T \ $ в данный момент \ $ t_3 \ $
  • установите время \ T + \ delta \ $:

 введите описание изображения здесь>> </a> </p>

<p> Обратите внимание, что это не то, что делает GPS, потому что нет точки: второй спутник меньше, чем второй, из-за силы тяжести, поэтому <strong> невозможно </strong> синхронизировать часы. </p></body></html>

ответил Dmitry Grigoryev 29 22016vEurope/Moscow11bEurope/MoscowTue, 29 Nov 2016 12:59:34 +0300 2016, 12:59:34
2

Созвездие спутников GPS постоянно контролируется несколькими стационарными наземными станциями, расположенными по всему земному шару. Эти наземные станции контролируют все спутники и отправляют корректирующие коэффициенты, если обнаружен какой-либо дрейф.

  

Сегмент управления GPS состоит из глобальной сети заземления   которые отслеживают спутники GPS, контролируют их передачи,   выполнять анализы и отправлять команды и данные в созвездие.

     

Текущий сегмент операционного управления включает в себя мастер-контроль   станция, альтернативная мастер-станция управления, 11 команда и управление   антенн и 15 участков мониторинга.

Ссылка: http://www.gps.gov/systems/gps/control/

ответил Richard Crowley 28 12016vEurope/Moscow11bEurope/MoscowMon, 28 Nov 2016 22:33:02 +0300 2016, 22:33:02

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132