|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Geotronics: jeodezide elektronik. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Acemi radyo amatör
Dünya yüzeyindeki jeodezik ölçümler birçok sorunu çözmektedir. Her şeyden önce, bu çeşitli ölçeklerde haritaların oluşturulmasıdır. Ancak sadece jeodezi değil: astronomi, gravimetri (yerçekimi ivmesini ölçme bilimi), jeofizik ve diğer yer bilimleri ile birlikte jeodezi, gezegenin geometrik ve jeofizik parametrelerini belirlemenize, dönme hızındaki değişimleri incelemenize, içine almanıza olanak tanır. kutupların hareketini hesaba katar, yer kabuğunun deformasyonlarını inceler ve mühendislik yapılarının hassas kontrolünü gerçekleştirir. Deniz jeodezisi, uygulamalı jeodezi, uzay (uydu) jeodezisi vb. ayrı alanlar olarak ortaya çıkmıştır, ancak her durumda, jeodezik ölçümlerin kendileri yalnızca üç geometrik niceliğin belirlenmesine indirgenmiştir: mesafeler, açılar ve yükseklikler (nokta yüksekliklerindeki farklılıklar). . Bu miktarlar, özellikle uygulamalı jeodezide (inşaat sahalarında, araziyi işaretlerken) kendi başlarına yararlı olabilir, ancak en önemlisi, belirlenen noktaların koordinatlarını hesaplamanıza izin verir. Koordinatlar yalnızca sörveyörlerin ilgisini çekmez - denizciler, havacılar, ordu, çeşitli seferlerin üyeleri ve daha pek çok kişi tarafından ihtiyaç duyulur. Yarım asır öncesine gidersek aşağıdaki resmi buluruz. Mesafeler, 20 metrelik çelik bantlarla ölçülür, bunları ölçülen hat boyunca arka arkaya yere serer ve doğru ölçümler için - asılı 24 metrelik invar telleriyle. (Son derece zaman alan bir işti!) Hızlı ölçümler için, tamamen geometrik bir ilkenin kullanımına dayanan optik telemetreler kullanılır - küçük bir tabana (tabana) sahip oldukça uzun ("paralaktik") bir üçgenin çözümü, ancak bu tür telemetrelerin doğruluğu, ölçülen çizgilerin uzunluğunun binde birini geçmez ve menzil birkaç yüz metredir. Açısal ölçümler için teodolitler kullanılır - teleskop içeren optik-mekanik gonyometreler, yatay ve dikey gonyometrik daireler ve açıları ölçmek için referans cihazlar. Son olarak, fazlalıkları belirlemek için, tüpün nişan eksenini kesinlikle yatay bir konuma getirmeyi mümkün kılan, bir tespit kapsamı ile doğru bir kabarcık seviyesinin bir kombinasyonu olan seviyeler kullanılır. Gözlemci getirdikten sonra, yükseklik farkının belirlenmesi gereken noktalara dikey olarak yerleştirilmiş bölmeli iki ray üzerinde okumalar alır; okumalar arasındaki fark ve istenen fazlalığı verir. Bu nedenle, o zamanın tüm jeodezik aletleri yalnızca optik-mekanik aletlerdi. Durum yaklaşık 50'lerin ortalarına kadar devam etti. Ve sonra jeodezik enstrümantasyonda güvenle devrim olarak adlandırılabilecek bir dönem geldi: elektronik jeodeziye geldi. Muzaffer yürüyüşüne doğrusal ölçümlerle başladı, ardından açısal ölçümlere girdi ve son zamanlarda en muhafazakar alan olan tesviyeye girdi. 1960 yılında lazerlerin ortaya çıkması, mikroelektroniklerin gelişmesi ve daha sonra bilgisayar teknolojisi ve uydu teknolojileri büyük bir rol oynadı. Jeodezi ve elektroniğin birleşmesi, yeni bir kavramın oluşmasına yol açtı - jeotronik. Geotronik bugün nedir? Her şeyden önce, elektromanyetik dalgalar, gerçek ölçümlerin süresini (yani, cihazların kurulum süresini saymadan) kelimenin tam anlamıyla birkaç saniyeye (günler ve haftalar yerine!) Düşüren ölçüm bantları ve teller yerine mesafeleri ölçmek için kullanılır. ve ölçülen çizginin uzunluğundan bağımsız olarak. Burada iki ana yaklaşım vardır. Birincisi, örneğin A ve B noktaları arasındaki mesafe, A'dan B'ye elektromanyetik dalgaların yayılma süresinin ölçülmesi ve bunun yayılma hızı v ile çarpılmasıyla elde edilir. (Sonuncusu c/n olarak bulunabilir, burada c ışığın vakumdaki hızıdır, çok doğru bir şekilde bilinir ve havanın sıcaklık, basınç ve nem ölçümlerinden hesaplanan kırılma indisidir). Bu yol, kısa darbeler şeklinde elektromanyetik radyasyon (özellikle ışık) kullanıldığında özellikle uygundur. Yayılma süresi τ şu şekilde ölçülür: A noktasından yayılan bir darbe, bir elektronik zaman sayacını tetikler. Mesafeyi B noktasına gidip geri getirdikten sonra (B noktasında bir reflektör bulunur), dürtü sayacı durdurur. Böylece, çift yayılım süresi ölçülür. Yönteme zaman veya dürtü denir ve aslında, kural olarak optik aralıkta kullanılmasına rağmen, darbe radarından çok az farklıdır. Mesafeleri ölçmeye yönelik ikinci yaklaşım, şerit metrelerdeki duruma çok benzer: bir tür şerit metre olarak, elektromanyetik salınımın (sürekli radyasyonla) dalga boyu, çift ölçülen mesafeye "döşenmiş" ve sayı olarak hareket eder. döşemeler belirlenir. Mesafe, dalga boyunun ve konum sayısının çarpımının yarısı olarak elde edilir. Genel durumda bu sayı (bir bantla ölçüm yaparken olduğu gibi) bir tam sayı olmayacaktır - N + ΔN'ye eşittir, burada N bir tam sayıdır ve ΔN birden küçük bir kesirdir. Dalga boyu önceden bilinerek veya salınım frekansı ölçülerek belirlenebilir. ΔN'nin kesirli kısmını elde etmek kolaydır, bunun için yayılan ve alınan (geçen çift mesafe) salınımların faz farkını ölçmeniz gerekir. Ancak bir tamsayı N'nin tanımı asıl sorundur. Birkaç farklı dalga boyunda faz farkı ölçülerek çözülebilir. Faz farkları ölçüldüğü için bu yönteme faz denir. Karasal faz ışığı ve radyo telemetrelerde, ölçümler radyasyon dalga boyu kullanılarak değil, çok daha uzun olan modülasyon dalga boyu kullanılarak yapılır. Gerçek şu ki, radyasyonun frekansı fazı belirlemek için çok yüksek. Bir faz telemetre oluşturmak için genelleştirilmiş bir şema, Şek. 1.
Bir ışık kaynağı veya radyo dalgaları, Asin(ωt + φo) biçiminde taşıyıcı harmonik salınımları yayar. Ancak radyasyondan önce, bu parametrelerden biri (ışıklı telemetrelerde, genellikle ışık yoğunluğunu belirleyen genlik A ve radyo telemetrelerde frekans f = ω / 2π) belirli bir frekansla sinüzoidal bir yasaya göre modüle edilir. F, taşıyıcı frekans f'den çok daha düşük. Bu frekans, ölçülen mesafeye yerleştirilmiş bir ölçüm bandının rolünü oynayan daha uzun "modülasyon dalgalarına" karşılık gelir. Bu durumda, ΔN = Δφ/2π düzenlemelerinin kesirli kısmı, burada faz farkı Δph, 0 ila 2π aralığındadır, bir faz ölçer ile ölçülür. Yer tabanlı faz telemetreleri, birkaç santimetre ila birkaç milimetrelik bir hatayla birkaç on kilometreye kadar olan mesafeleri ölçer. Darbe yöntemi, jeodezide, kural olarak, spektrumun görünür veya daha sıklıkla yakın kızılötesi bölgesinde optik darbeler üreten güçlü lazer radyasyon kaynakları ile optik dalga boyu aralığında kullanılır. Bununla birlikte, dik bir cepheyle kısa darbeler oluşturmanın zorluğu nedeniyle, bu yöntemin doğruluğu faz yönteminin doğruluğundan daha düşüktür - en iyi ihtimalle desimetre. Bu nedenle, darbeli lazer menzil sistemleri, yolun büyük uzunluğu nedeniyle göreceli hatanın çok küçük olduğu uzay yollarında (Dünya'nın yapay uydularına ve hatta Ay'a) çok büyük mesafeleri ölçmek için kullanılır. Kısa mesafeler için (onlarca ve yüzlerce metre), en doğru olanı, bu mesafeleri başka herhangi bir yöntemle elde edilemeyecek bir doğrulukla - bir milimetrenin binde birine (mikrometre) kadar - ölçmeyi mümkün kılan optik girişim yöntemidir. Spektrumun kırmızı bölgesinde λ = 0,63 μm dalga boyunda yayılan düşük güçlü helyum-neon (He-Ne) lazerli lazer interferometreler kullanılarak gerçekleştirilir. İnterferometre, optikte bilinen Michelson şemasına göre inşa edilmiştir: lazer radyasyonu, biri "referans" reflektör kullanılarak doğrudan fotodetektöre yönlendirilen ve diğeri mesafeyi geçtikten sonra aynı fotodetektöre giden iki ışına bölünür. "uzak" reflektöre ve geri. Fotodedektör üzerinde, bir diyafram kullanılarak yalnızca bir bandın ayırt edilebildiği, koyu ve açık bantlardan oluşan bir sistem şeklinde bir girişim deseni oluşturulur. Yöntem, tüm ölçülen hat boyunca bir mesafe reflektörünün hareket ettirilmesini gerektirir. Reflektör, ışığın dalga boyunun yarısı kadar hareket ettirildiğinde, girişim deseni bir saçak kaydırılır ve reflektör, ölçülen mesafenin başlangıcından bitiş noktasına hareket ettirildiğinde saçaklar sayılarak, bu mesafe aşağıdaki gibi elde edilir: sayılan saçakların sayısını (N sayısı) λ/2 ile çarparak faz mesafe bulucuları. Hareket edebilen bir reflektör için, güçlü beton destekler üzerine sıkıca sabitlenmiş, dikkatle ayarlanmış ray kılavuzları oluşturmak gerekir. Bu nedenle, lazer girişim ölçümlerinin kapsamı, elektronik jeodezik telemetrelerin kalibrasyonu için metrolojik amaçlar için sabit çok bölümlü tabanların oluşturulmasıdır. Radyo astronomisindeki gelişmeler, çok uzun bir temel radyo interferometresi (VLBI) oluşturmayı mümkün kıldı. Galaksi dışı bir radyo kaynağı olan aynı kuasardan gürültü radyasyonu alan çok büyük bir mesafeyle (binlerce kilometreye kadar) ayrılmış iki radyo teleskopu 1 ve 2'den oluşur (Şekil 2).
Radyo teleskopları bu gürültü sinyalini bağımsız olarak kaydeder (video kaydedicilerde). Her iki kayıt da aynıdır, ancak kuasardan radyo teleskoplara olan mesafelerdeki farktan dolayı zaman içinde bir değer kaydırılmıştır. Kayıtlar, gürültü sinyallerinin korelasyon fonksiyonunu elde etmeyi mümkün kılan bir ilişkilendiricide birleştirilir. Biri s1(t) ve diğeri s2(t + τ) olarak yazılırsa korelasyon fonksiyonu K12 = , burada köşeli parantezler, s1 ve s2 sinyallerinin en düşük frekans bileşeninin periyodundan çok daha büyük bir süre boyunca ortalama alma anlamına gelir. Korelasyon fonksiyonu τ = 1'da bir maksimuma sahiptir. Bu nedenle, korelatörün çıkışında maksimum çıkış sinyali elde edilene kadar kayıtlardan biri kaydırılarak zaman gecikmesi ölçülebilir. Dünyanın dönüşü nedeniyle, kuasara olan mesafelerin ΔS farkı ve dolayısıyla m = ΔS/v gecikmesi periyodik olarak değiştiğinden, yine ölçülebilen bir "parazit frekansı" F meydana gelir. Ölçülen τ ve F değerleri, tabanın uzunluğunu (radyo teleskopları arasındaki mesafe) ve kuasarın yönünü çok yüksek doğrulukla (sırasıyla 2...0 cm ve 2") belirlemek için kullanılır. Elektronik, açısal ölçümleri de otomatikleştirmeyi mümkün kıldı. Bir elektronik teodolit, bir cam disk üzerindeki opak darbeler veya kod izleri sistemi olarak kaydedilen açısal nicelikleri elektrik sinyallerine dönüştüren bir cihazdır. Disk bir ışık demeti ile aydınlatılır ve teodolit fotodetektör üzerinde döndürüldüğünde, ikili kodda bir sinyal üretilir ve bu, kod çözme işleminden sonra ekranda açısal değerin dijital biçimde bir göstergesini sağlar. Bir elektronik teodolit, küçük boyutlu bir faz ışıklı uzaklık ölçer ve bir mikro bilgisayarı tek bir bütünleşik veya modüler tasarımda birleştirmek, bir elektronik toplam istasyon oluşturmayı mümkün kıldı - bunların eklem olasılığıyla hem açısal hem de doğrusal ölçümler yapmanıza izin veren bir cihaz alanda işleme. Bu tür aletlerin doğruluğu, açısal ölçümler için birkaç yay saniyesinden 0,5 inç'e, doğrusal ölçümler için - (5 mm + 5 mm / km) ila (2 mm + 2 mm / km) arasında değişir ve menzil 2 ... 5 km'ye kadar çıkar . Son olarak tesviye işindeki gelişmelerden kısaca bahsedelim. Lazer teknolojisinin jeodeziye girmesi, özellikle "lazer düzlem" tesviye yönteminin (Lazer düzlem sistemleri) geliştirilmesine yol açmıştır. Dikey olarak yerleştirilmiş bir He-Ne lazerin parlak kırmızı ışını, yatay düzlemde bir ışın taraması oluşturan dönen bir prizma üzerine düşer. Bu, lazerden herhangi bir yöne yerleştirilmiş ray üzerindeki ışık noktasından okuma yapmanızı sağlar. Fotoelektrik gösterge, 1 mm mertebesinde okuma doğruluğu sağlar. Yöntem hızlıdır ve birçok yüksek irtifa araştırması için uygun olan ray sayısını sınırlamaz. Doğru seviyeleme için, şu anda kodlanmış bir ray üzerinde çalışan bir dijital seviye tasarlanmıştır. Kod, ray üzerindeki herhangi bir yerin "sıfıra" göre yüksekliği hakkında bilgi taşır. Görüntü bir elektrik sinyaline dönüştürülür ve iki ray üzerinde çalışırken kurulum noktaları arasındaki fazlalık otomatik olarak belirlenir. He-Ne lazerin uygulamalı jeodezideki geniş uygulamasından da bahsedelim, çünkü lazer ışınının fiziksel olarak gerçekleştirilmiş ve ekipmanın hassas kurulumu sırasında ölçümlerin alındığı uzayda neredeyse mükemmel düz bir referans çizgisi olması, inşaat vb. Son 20 yılda, jeodezik ölçümlerde ikinci devrim olarak adlandırılan jeotronikte yeni bir niteliksel sıçrama gerçekleşti. Bu, küresel uydu navigasyonu ve jeodezik sistemlerin yaratılmasıdır. Makalemizin ikinci bölümünde tartışacağımız temelde yeni ölçüm yöntemleri uyguluyorlar. Küresel uydu sistemlerinin ortaya çıkışı, herhangi bir zamanda Dünya üzerindeki herhangi bir noktadaki koordinatların belirlenmesini mümkün kıldı. Aynı zamanda referans zaman ölçeklerine atıfta bulunulur ve hareket eden bir nesne için hız vektörü (hız ve hareket yönü) belirlenir. Tüm bunlar birlikte ele alındığında genellikle "uydu konumlandırma" olarak adlandırılır. Şu anda dünyada iki küresel sistem var: Amerikan GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) ve yerli GLONASS (Küresel Navigasyon Uydu Sistemi). Bunlar, yer tabanlı bir alıcının koordinatlarını, anlık koordinatları yer tabanlı kompleksin çalışmasının bir sonucu olarak bilinen hareket eden uydulara olan mesafelerin ölçümlerinden hesaplayan menzil tipi sistemlerdir. Alıcı konumu, ölçülen tüm mesafelerin kesişme noktasında (doğrusal kesişme) elde edilir. Sinyalin ölçülen mesafeyi ileri ve geri yönlerde iki kez kat ettiği karasal uzaklığın aksine, uydu sistemleri, yol boyunca sinyalin tek bir geçişi ile istenmeyen bir yöntem kullanır. Sinyal uydudan yayılır ve yayılma süresini τ belirleyen bir yer alıcısı tarafından alınır. Uydu ile alıcı arasındaki mesafe p = vτ, burada v sinyal yayılımının ortalama hızıdır. Uydu t0 anında bir sinyal yayınlasın ve bu sinyal alıcıya t0 + τ zamanında ulaşsın ve m'yi belirlememiz gerekiyor.Bunu yapmak için uydu ve alıcının birbiriyle sıkı bir şekilde senkronize edilmiş saatlerine sahip olması gerekir. Uydu sinyali, birkaç saniyede bir iletilen bir zaman damgası içerir. Etiket, uydunun saatine göre uydudan ayrılış anını "kaydeder". Alıcı, zaman damgasını "okur" ve varış anını saatine göre düzeltir. Etiketin uydudan ayrılıp alıcı antene ulaştığı anlar arasındaki fark, istenen zaman aralığı τ'dır. Aslında, saat senkronizasyonuna saygı gösterilmez. Uydu, frekans standartlarını (ve dolayısıyla zamanı) 10-12...10-13'lük bir göreli istikrarsızlıkla ayarlar. Her alıcıda bu tür standartlara sahip olmak imkansızdır, oraya 10-8 mertebesinde bir dengesizliğe sahip sıradan kuvars saatler koyarlar. Bilinmeyen bir Δh değeri belirir - uydunun ve alıcının saat okumaları arasındaki fark, menzil belirleme sonucunu bozar. Bu nedenle, ölçümlerden elde edilen aralıklara sözde aralıklar denir. Koordinatları nasıl belirlediklerini aşağıda açıklayacağız. GPS ve GLONASS sistemleri üç sektörden oluşmaktadır (Şekil 3).
Bir uzay sektörü, genellikle "takımyıldız" veya "yörünge takımyıldızı" olarak adlandırılan bir uydu sistemleri koleksiyonudur. Tam bir takımyıldız 24 uydudan oluşur. GPS'te 60° döndürülmüş altı yörünge düzleminde ve GLONASS'ta 120° döndürülmüş üç düzlemde bulunurlar. Hemen hemen tüm dairesel yörüngelerin yüksekliği yaklaşık 20 km'dir, dönüş süresi 000 saate yakındır. Komuta ve kontrol sektörü, izleme istasyonlarını, kesin bir zaman servisini, bilgisayar merkezi olan bir ana istasyonu ve uydulara bilgi indirmek için istasyonları içerir. İzleme istasyonları, uyduların efemerislerini (yörünge elemanları) belirler ve koordinatlarını hesaplar. Bilgiler, yükleme istasyonları tarafından uydulara iletilir ve ardından alıcılara yayınlanır. Kullanıcı sektörü, sayıları sınırlı olmayan uydu alıcıları ve işleme ölçümleri için bir kamera kompleksidir ("saha gözlemlerinden sonra gerçekleştirilen "son işleme"). uydu sinyali. Sinyaller uydudan L1 ve L2 olmak üzere iki taşıyıcı frekansta yayınlanır. Faz kaydırmalı anahtarlamaya (PM) - değişen ikili kodlarla belirtilen zamanlarda taşıyıcı fazın 180 ° ile aktarılmasına tabi tutulurlar. Bir fazın ters çevrilmesi, 0 ila 1 veya 1 ila 0 kodlarındaki bir değişikliğe karşılık gelir. Uzaklık bulma kodları, karakterlerin (sıfırlar ve birler) o kadar değişmesidir ki, içinde herhangi bir desen fark etmek imkansızdır, ancak belirli bir zaman aralığından sonra, her karakterin doğruluğu ile periyodik olarak tekrarlanırlar. Bu tür işlemlere sözde rasgele diziler (PRS) denir - sözde rasgele kodlar oluştururlar. İki kod kullanılır: biri "kaba", diğeri "ince" ölçümler için. Önemli ölçüde farklı bir tekrar süresine (kod süresi) sahiptirler. Bu nedenle, GPS'te, C / A kodu olarak adlandırılan kaba bir kod (Kaba Edinme kelimelerinden - kolayca tespit edilebilir, halka açık), her milisaniyede bir tekrarlanır ve tam kodun süresi, P kodu (Hassas - Hassas - tam), 266,4 gündür. P kodunun toplam süresi, sistemin tüm uydularına dağıtılan haftalık bölümlere ayrılır, yani her uydunun P kodu her hafta değişir. C/A kodu tüm kullanıcılar tarafından kullanılabilirken, P kodu başlangıçta yalnızca yetkili erişime sahip olanlar (çoğunlukla ABD ordusu) için tasarlanmıştır. Ancak şimdi, hemen hemen tüm kullanıcıların alıcıları R-koduna erişebilir. GLONASS sisteminde durum benzerdir, fark sadece isimlerdedir: kaba koda ST kodu (standart doğruluk) ve tam koda BT kodu (yüksek doğruluk) denir. Ancak, kodların kullanımıyla ilgili olarak GPS ve GLONASS arasında temel bir fark vardır. GPS'te, L1 ve L2 taşıyıcı frekansları aynı olan her uydu için hem C/A kodu hem de P kodu farklıdır, GLONASS'ta ise bunun aksine, tüm uyduların ST ve BT kodları aynıdır, ancak taşıyıcı frekanslar farklıdır. Başka bir deyişle, GPS kod ayrımını kullanırken, GLONASS uydu sinyallerinin frekans ayrımını kullanır. Kaba kod, L1 taşıyıcısı tarafından manipüle edilir ve ince kod, hem L1 hem de L2 taşıyıcıları tarafından manipüle edilir. Uydu sinyali ayrıca uydudan iletilen tüm bilgileri "yerleştirir" ve bir navigasyon mesajı - zaman damgaları, uydunun gök günlüğü verileri, çeşitli düzeltme değerleri, almanaklar (sistemdeki uyduların her birinin konumuna ilişkin bir veri koleksiyonu) ve "sağlığının" durumu), vb. Ayrıca, her iki taşıyıcı tarafından manipüle edilen ikili koda dönüştürülür. Navigasyon mesajındaki sembollerin frekansı 50 Hz'dir. GPS'te bir uydu sinyalinin oluşumunun genel şeması, Şek. 4.
Modern uydu alıcıları, kod ve faz ölçümleri olarak adlandırılan iki ana modda çalışabilir. Kod ölçümleri aynı zamanda mutlak olarak da adlandırılır, çünkü jeosentrik (yani, Dünya'nın kütle merkezindeki orijine sahip) dikdörtgen koordinat sisteminde X, Y, Z noktalarının koordinatlarını ve kod modunu doğrudan belirlemenize izin verir. ölçümlere navigasyon denir. Kod ölçümlerinde, PM sinyalinin uydudan alıcıya yayılma süresi, atmosferdeki gecikme ve ilgili saat düzeltmesi Δtch dahil olmak üzere belirlenir. Ölçümler korelasyon yöntemi ile gerçekleştirilir. Alıcıda, uydudaki ile tamamen aynı PSS oluşturulur. Bu yerel kod ve uydudan alınan sinyal, yerel kod sembolleri değiştiğinde sinyalin fazını 180° tersine çeviren bir korelatöre beslenir. Yerel kodun uyduya göre gecikmesi, kodlar tamamen eşleşene kadar değişmeye zorlanır. Bu anda, korelatörün çıkışındaki manipülasyon kaldırılır ve sinyal gücü keskin bir şekilde artar (bu, korelasyon fonksiyonunun maksimum değerine karşılık gelir). Gerekli gecikme, sinyalin yayılma süresine karşılık gelir. Bu şekilde, gecikme yalnızca kodun süresi (tekrar süresi) içinde ölçülebilir, bu kaba kod için 1ms'dir. Bizi ilgilendiren yayılma süresi tr çok daha uzundur. 1 ms'de bir radyo dalgası 300 km yol kat eder ve yayılma süresindeki tam milisaniye sayısı, 150 km içinde bilinmesi gereken mesafenin yaklaşık değeri ile belirlenir. Kesin kodu kullanırken, süresi yayılma süresinden τр daha büyük olduğu için bu sorun ortaya çıkmaz. τр'yi belirledikten ve onu ışığın boşluktaki hızıyla çarparak, Р = р + cΔtaтм + cΔtch ilişkisiyle р geometrik aralığıyla ilişkili Р sözde aralığı elde edilir, burada cΔtaтм atmosferdeki sinyal gecikmesidir (bu değişen doğruluk dereceleriyle belirlenir); c, ışığın boşluktaki hızıdır. Bu oranda bilinmeyenler p ve Δtch'dir. Ancak uydu ile alıcı arasındaki geometrik mesafe p, bunların koordinatları cinsinden ifade edilebilir. Uydu koordinatları navigasyon mesajından bilindiğinden, p üç bilinmeyen alıcı koordinatı X, Y, Z içerir ve P denklemi aslında dört bilinmeyen içerir - X, Y, Z ve At, . Aynı anda dört uyduya kadar ölçüm yaparak, çözümünden alıcının istenen koordinatlarının bulunduğu dört bilinmeyenli dört denklemden oluşan bir sistem elde edilir. Δtch değerinin sabitliğini korumak için eşzamanlılık gereklidir. Kod ölçümlerinin doğruluğu, biri (taban) bilinen koordinatlara sahip bir noktada kurulan ve sürekli olarak P kodunda çalışan iki alıcı kullanılarak diferansiyel bir yöntem kullanılarak önemli ölçüde artırılır. Onun tarafından ölçülen sözde aralıklar, koordinatlardan hesaplanan "referans" olanlarla karşılaştırılır. Ortaya çıkan farklar veya diferansiyel düzeltmeler, ölçümleri düzeltmek için geziciye gönderilir. Diferansiyel yöntem, birkaç desimetreye kadar doğruluk sağlar. Faz ölçümleri iki alıcı ile gerçekleştirilir ve alıcıların koordinatlarının değil, aynı isimli koordinatlarının farklılıklarının belirlendiği göreli ölçümlerdir. Faz ölçüm modu, kod ölçüm navigasyon modundan çok daha iyi doğruluk sağladığı için jeodezik olarak adlandırılır. Bu durumda ölçülen uydudan alıcıya sinyal yayılma süresi değil, bu süre boyunca taşıyıcı frekans salınımlarının faz kaymasıdır. Bununla birlikte, ölçümlerden, S uydusundan R alıcısına bir mesafede "ilerleyen" toplam faz kaymasını φSR = 2 N + Δφ değil, yalnızca 2π'den küçük olan kesirli kısmını Δφ elde edebiliriz. Bilinmeyen tam faz döngüsü sayısı N, uydudan alıcıya olan mesafeye uyan tamsayı dalga boylarının sayısıdır. Mesafe büyük (20 km) ve dalga boyu küçük (000 cm) olduğundan, N 20 milyon mertebesindedir ve kesin olarak belirlenmelidir: birim başına bir hata 100 cm aralığında bir hata verecektir. Bu sorunu çözmek için, ana rolü yazılım tarafından yürütülen ölçüm sonuçlarının matematiksel olarak işlenmesinin oynadığı geliştirilmiştir. Faz ölçümlerinden, Δtch değerinin biraz farklı bir yoruma sahip olduğu faz sözde aralıkları elde edilir. Kod ölçümleri sırasında uydu ve alıcı saatlerinin senkronizasyonsuzluğunu yansıtıyorsa, o zaman faz ölçümleri sırasında bf ile gösterdiğimiz uydu ve alıcının referans osilatörlerinin senkronize olmayan salınımlarının bir sonucudur. Elbette, Δtch ve δφ birbiriyle katı bir şekilde ilişkilidir: δφ = 2πf ·Δtch. δφ'yi hariç tutmak için iki uydu üzerinde ölçüm yapmak yeterlidir. δφ değeri δφS - δφR olarak gösterilebilir (yani, uydudaki ve alıcıdaki jeneratörlerin salınımlarının başlangıç fazları arasındaki fark). Bir uydunun gözlemleri, iki aralıklı alıcı ile aynı anda gerçekleştiriliyorsa, gözlemlenen uydu için δφS değeri, sonuçların farkından hariç tutulur. Aynı alıcılar ikinci uyduyu gözlemlerse, fark bu ikinci uydu için δφS değerini hariç tutar. Şimdi farklar farkını - sözde ikinci fark - oluşturursak, her iki alıcı için δφR değeri hariç tutulur. İkinci fark yöntemi, yüksek hassasiyetli jeodezik ölçümler için ana yöntemdir. İkinci faz sözde menzil farkı, iki uydu 1 ve 2'nin ve iki alıcı A ve B'nin koordinatlarını içerir. P12 olarak gösterelim. A ve B noktalarındaki dört uyduya faz sözde aralıklarının ölçümlerini yaparsak, üç bağımsız denklem oluşturabiliriz: A ve B noktalarının aynı koordinatlarının üç farklılığının bilinmeyen olarak davranacağı P12, P13 ve P14 için: (ХА) - ХB), (YА - YB), (ZA - ZB). Böyle bir denklem sisteminin çözümü, AB tabanının uzunluğunu bulmayı mümkün kılar ve alıcılardan biri koordinatları bilinen bir noktaya yerleştirilirse (ki bunu yaparlar), o zaman ikinci noktanın koordinatları kolayca bulunur. elde edilen farklardan Taşıyıcı frekanslarda faz ölçümleri yapmak için, bunları kod modülasyonundan kurtarmak gerekir. Bu, uydudan gelen sinyalin karesi alınarak (kendi kendine çarpılarak) elde edilir, bunun sonucunda 180 ° faz değişimi 360 ° değişime dönüşür, yani faz anahtarlaması kaldırılır ve taşıyıcı geri yüklenir (frekansın iki katında) . Faz ölçümleri santimetre düzeyinde ve bazı durumlarda milimetre düzeyinde bile doğruluk sağlar. Makalenin kapsamı pek çok ilginç ayrıntıyı vurgulamaya izin vermiyor, ancak okuyucunun yeni modern bilimin - jeotronik - başarıları hakkında genel bir fikir edindiğini umuyoruz. Yazar: A.N. Golubev, doc. teknoloji bilimler, Prof. Moskova Devlet Jeodezi ve Haritacılık Üniversitesi
Trafik gürültüsü civcivlerin büyümesini geciktiriyor
06.05.2024 Kablosuz hoparlör Samsung Müzik Çerçevesi HW-LS60D
06.05.2024 Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024
▪ XNUMXD görüntülere dokunulabilir ▪ Lazer teorisi yeniden gözden geçirilebilir ▪ Cep telefonları duruşunuzu bozar
▪ Kimya deneyleri web sitesinin bölümü. Makale seçimi ▪ Madde Küçük ile büyüğü karşılaştırmak caiz ise. Popüler ifade ▪ makale Zebralar neden çizgilidir? ayrıntılı cevap ▪ makale Fıstık. Efsaneler, yetiştirme, uygulama yöntemleri ▪ makale Para ağacı. Odak Sırrı
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Modern radyo elektroniğinin başarılarına nüfuz etmeyecek insan faaliyeti alanını adlandırmak zordur. Bir kenara bırakılmadı ve en eski bilimlerden biri - jeodezi, "Dünyayı ölçme" bilimi.
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri