RT und GPS

[williramone]

Damit GPS funktioniert, muß die relativistische Dilatation der
Zeit in die Berechnungen eingehen.

Dazu folgende Einwände:

Das GPS-Verfahren beruht im Endeffekt auf dem Vergleich von vier Zeitwerten
jeweils aktuell erfaßter GPS-Signale. Den sechs Differenzwerten
entsprechen genau sechs Differenzen der Entfernungen zwischen dem
Empfänger, also dem Navigationsgerät, und je zwei Satelliten, z.B.

Distanz ( Sat1 - Navi ) - Distanz ( Sat2 - Navi ).

Jeder Satellit wird
über sein Signal identifiziert, d.h. Eigenzeit und Ort sind damit bekannt.
Aus den Entfernungsdifferenzen werden die räumlichen Koordinaten des
Empfängers unmittelbar berechnet.

Nur Differenzen von Zeiten der Satelliten (mit der gleichen
Blauverschiebung) gehen in die Berechnung der Position ein, die im
Navigationsgerät stattfindet. In diesen sehr kurzen Zeitspannen spielt
eine kumulierende Größe wie die relativistische Zeitverzögerung
praktisch keine nennenswerte Rolle.

Es bleiben nurmehr die Satellitenpositionen dem Einfluß der
Zeitverzögerung ausgesetzt. Wir nehmen einmal an, die Satelliten
bestimmen die Position auf ihrer Bahn mit ihrer Eigenzeit. Geht z.B. die Uhr
auf dem Satelliten vor (Blauverschiebung), wird die Position auch "vorgehen".
Der Zeitfehler summiert sich über die Zeit und wird immer nur bei der
Zeitaktualisierung durch Bodenstationen zurückgesetzt. Er ist allerdings
zur Positionsbestimmung nur auf die vergleichsweise geringe Geschwindigkeit auf
der Umlaufbahn anzuwenden. Z.B. geostationäre Umlaufbahn, ein Tag keine
Zeitkorrektur, die Position geht um weniger als 0.2 m vor. Die Position des
Navigationsgerätes wird davon noch geringer betroffen (Storchenschnabel).

Vollkommen anders wären die Ergebnisse einer Zeitverzögerung
bei direkter Verarbeitung der Distanz zwischen Satellit und Navi. Dann
kommt man zwar mit nur drei Satellitensignalen aus, aber die
Zeitverzögerung auf der Erde gegenüber dem Satelliten wäre auf
die Signalgeschwindigkeit anzuwenden. Mit katastrophalen Auswirkungen.

Sollte wirklich irgendwo ein derartiges Navigationssystem Anwendung finden?
Oder weshalb haben die Betreiber (und Kenner) des Systems die relativistische
Zeitverschiebung dort wirklich eingeführt?


williramone

[Gluon]

Die Zeitkorrektur wurde eingeführt, weil GPS neben der Ortsinformation auch eine mindestens auf eine Mikrosekunde genaue Zeitreferenz liefern soll. Wichtig ist das für wissenschaftliche Anwendungen, wie automatische Messstationen für Klima- oder Erdbebenforschung.

Gruß,
Gluon

[Kurt]

Damit GPS funktioniert, muß die relativistische Dilatation der
Zeit in die Berechnungen eingehen.

Wer behauptet denn sowas?

Gruss Kurt

[Kurt]

Damit GPS funktioniert, muß die relativistische Dilatation der
Zeit in die Berechnungen eingehen.

...

Du verwechselst hier etwas, nicht die Zeit geht anders sondern die "Atomuhren".

Eben, denn die Atomuhren erzeugen ja die Zeit.
Da sie oben mehreren Umständen ausgesetzt sind die sie anders gehen lassen als herunten erzeugen sie eine Zeit die nicht ausreichend genau genug ist.
Da das ganze System auf einer einheitlichen Zeit beruht (Systemzeit vom GPS), die Sats aber ihre eigene erzeugen (müssen), diese nicht korrigierbar ist, wird jedem SAT eine Korreturvariable von der Zentrale aus bereitgestellt die er dem Empfänger mitteilt.
Dieser errechnet dann daraus die eigentliche Systemzeit die notwendig ist um seine Position ausreichend genau ermitteln zu können.


Gruss Kurt

[Gluon]

die Sats aber ihre eigene erzeugen (müssen), diese nicht korrigierbar ist,

Kurtchen, Kurtchen! Du weißt, dass du von GPS nichts verstehst, möchtest aber trotzdem mitreden.

Selbstverstaendlich ist der Umstand, dass eine Atomuhr auf dem GPS-Orbit 38 Mikrosekunden pro Tag vorgeht, korrigierbar. Und er wird korrigiert, bevor der Satellit in die Umlaufbahn geschossen wird. Weitere, viel kleinere Ungenauigkeiten in der Zeitmessungen, sind auch korrigierbar. Eben durch die Korrekturwerte, die im Almanach mitgeteilt werden.

Der Grund, warum korrigiert wird, ist ganz einfach der, dass das GPS-System laut Spezifikationen auch die genaue Weltzeit liefern soll und nicht nur die Position. Wäre die Weltzeit für GPS egal, so könnte man auf die Korrektur der für alle Satelliten identischen 38 Mikrosekunden pro Tag verzichten. Auf die zusätzlichen Korrekturen im Almanach dagegen nicht. Denn dass alle Uhren Synchron gehen, ist für das Konzept des Pseudo-Rangung unverzichtbar.

Gruß,
Gluon

[Kurt]

die Sats aber ihre eigene erzeugen (müssen), diese nicht korrigierbar ist,

Kurtchen, Kurtchen! Du weißt, dass du von GPS nichts verstehst, möchtest aber trotzdem mitreden.

Nun, Gluon, du musst also auch dein Gegenüber kleinreden damit es zu dir passt.

Selbstverstaendlich ist der Umstand, dass eine Atomuhr auf dem GPS-Orbit 38 Mikrosekunden pro Tag vorgeht, korrigierbar. Und er wird korrigiert, bevor der Satellit in die Umlaufbahn geschossen wird. Weitere, viel kleinere Ungenauigkeiten in der Zeitmessungen, sind auch korrigierbar. Eben durch die Korrekturwerte, die im Almanach mitgeteilt werden.

Ach sowas, ich hatte doch geschrieben dass der Uhrengangfehler nicht korrigierbar ist.
Weil das so ist wird der Fehler als Variable mit zum GPS-Empfänger übertragen.
Du machst gleich ein Drama daraus, der Uhrengangfehler ist im SAT, also wenn der oben ist, nicht korrigierbar.
Die Atomuhr(en) im SAT lassen sich nicht so einfach -hindrehen-.
Man hat den leichteren und sinnvolleren Weg gewählt und einfach einen Korrekturwert in das Telegramm das von ihm zum GPS-Empfänger läuft, eingesetzt.
Der weiss dan num wieviel die SAT-Uhr falsch geht.

Der Grund, warum korrigiert wird, ist ganz einfach der, dass das GPS-System laut Spezifikationen auch die genaue Weltzeit liefern soll und nicht nur die Position. Wäre die Weltzeit für GPS egal, so könnte man auf die Korrektur der für alle Satelliten identischen 38 Mikrosekunden pro Tag verzichten. Auf die zusätzlichen Korrekturen im Almanach dagegen nicht. Denn dass alle Uhren Synchron gehen, ist für das Konzept des Pseudo-Rangung unverzichtbar.

Der Grund warum der Korrekturwert einbezogen wurde ist ganz einfach.
Deine 38 Mikros/Tag sind ein Grund, denn wenn der SAT oben ist geht die interne Uhr schneller, das liegt an den Ortsumständen die da oben herrschen.
Jedoch sind diese angenommenen 38 Minis nur der kleiste Teil der auftretenden Ungenauigkeiten, sie gehen sozusagen im Wulst der anderen als "unter ferner liefen" unter.

Dass sich wegen des Korrekturwertes dann auch eine brauchbare "Echtzeit" ergibt ist ein angenehmer Nebeneffekt, für die Funktion von GPS als Standortbestimmung ist das nicht wichtig.


Gruss Kurt

[Gluon]

Jedoch sind diese angenommenen 38 Minis nur der kleiste Teil der auftretenden Ungenauigkeiten, sie gehen sozusagen im Wulst der anderen als "unter ferner liefen" unter.

Was soll man dazu noch sagen? Das ist einfach nachweislich sachlich falsch.

Gruß,
Gluon

[galactic32]

Vermutlich hatte Kurt wohl eher andere Fehlereinflüsse im Sinn, als die durch Chronometer Verursachten.

Leider sind Übersichtsaufsätze zu den Satelitten unzureichend.

...Die Internationale Raumstation umkreist die Erde in einem Abstand von ca. 400 km und verliert pro Tag 50 bis 150 m Höhe...

Solche relevanteren Info's muß man sich aufwändig zusammenstückel'n um in etwa brauchbare Einschätzungen zu den realen Verhältnissen im GPS-System zu erahnen.

Also für einen Anfänger ist es wohl sehr umständlich aus diesen dürftigen Info's über von der Allgemeinheit getragenen Unternehmungen einen Mindestüberblick solcher Projekte zu gewinnen.
Abgesehen von den absichtlichen Desinformationen, ist in dieser Society noch von den vorgekauten Interpretationen gewisser sektenartigen Fanclubs irgendwelcher mathematologischen Theorien zu abstrahieren.

Also die Neutralität, die Vermeidung von selbsteingetragenen Störungen, die eine Quantenmechanikerin (und jeder ehrbare erfahrene Handwerker weiß von Pfusch) sicher kennen sollte, wird sträflichst vernachlässigt.

Das Feeling, mit dem man solche Regel-gekoppelten Systeme überblicken muß, kann nicht einfach angelesen und dann wiederkopiert werden.
Es müßte eher durchgespelt, vielleicht am Rechner aussiemuliert werden, wie man keine Chance hat, aus solchen dynamischen Prozessen zu folgern, oder gar auch noch als Beweis anzuführen, man hätte damit Ätherwind oder keinen Ätherwind.

Gruß

[Kurt]

Jedoch sind diese angenommenen 38 Minis nur der kleiste Teil der auftretenden Ungenauigkeiten, sie gehen sozusagen im Wulst der anderen als "unter ferner liefen" unter.

Was soll man dazu noch sagen? Das ist einfach nachweislich sachlich falsch.

Na dann such mal in den Almanachs nach Hinweisen die zeigen dass genau diese 38 Minis relevant sind.
Oben tickt die Atomuhr schneller, das ist klar, jedoch sind die anderen Einflüsse so übermächtig dass das nicht ins Gewicht fällt.
Oder tickt die Uhr oben gar nicht schneller?

Gruss Kurt

[Gluon]

Na dann such mal in den Almanachs nach Hinweisen die zeigen dass genau diese 38 Minis relevant sind.

Hab ich doch. Die ungenauigkeit der Uhr von Satellit 01 ist in dem Beispiel 0.3 Mikrosekunden pro Tag. Verglichen mit 38 Mikrosekunden pro Tag ist diese Ungenauigkeit um mehr als Faktor 100 Kleiner.

Gluon

P.S. Du würdest ein Wenig glaubwürdiger wirken, wenn du die Fachbegriffe lerntest. Es sind Mikrosekunden, nicht Minis. Minisekunden sind keine definierte Einheit.