Comments by "Vasya Pupkin" (@vasyapupkin894) on "Принципы работы GPS и ГЛОНАСС — Эмиль Ахмедов" video.

  1. Не сомневаюсь в компетентности Ахмедова, но вот воспринимать его лекции не могу совсем. Поэтому было интересно послушать в его изложении то, что уже хорошо знаю (принципы спутниковой навигации). Эмиль не подкачал, рассказал так путано, что я стал понимать меньше, чем до просмотра видео.
    43
  2. Помните анекдот про то, как посчитать овец в стаде? Надо пересчитать их ноги и поделить на четыре. Тут точно так же. Только ног не четыре, а, например, 9 192 631 770 в секунду.
    6
  3. Рассказал: четвёртый спутник нужен для четвёртого измерения (т.е. времени). Можно заменить на синхронизированные с системой GPS высокоточные часы в приёмнике (смартфоне). По трём сигналам мы не сможем вычислить точные координаты из-за разного течения времени у приёмника и каждого спутника. А по четырём и более уже можем. Строго говоря, ошибка будет и при вычислении, скажем, координат внутри нашей комнаты по трём точкам, просто все опорные точки рядом, движутся почти одинаково и разница в течении времени незаметна, поэтому четвёртым измерением пренебрегаем. Но стоит разогнать их до 10 км/с и поднять на 20 000 км, и возникает потребность в точных часах и четвёртой точке.
    6
  4. Вот у нас есть три точки, через них проходит плоскость. Пока время едино и точки статичны, всё работает. Но если это не так — опа, определённой плоскости уже нет, данному сочетанию сигналов с трёх спутников (каждый сообщает свои координаты и время) соответствует множество плоскостей — навигация не работает. Ещё раз обращу внимание: спутники-то знают свои координаты и координаты соседей, и точное время, и поправки. Они не «болтаются»! «Болтаемся» мы, со своим смартфоном, поскольку это наше время, скорость и координаты неизвестны. А когда появляется четвёртый спутник, мы уже считаем не от плоского треугольника, а от объёмной фигуры, типа трёхгранной пирамиды, которая полностью определена. И благодаря четвёртой точке, мы можем понять, какая из возможных плоскостей через три оставшихся нам нужна! Теперь мы точно определяем и свои координаты, и своё время, и скорость.
    6
  5. Математика простая: два измерения — нужны минимум две точки (координаты на плоскости), три измерения — три точки, четыре измерения (три пространственных, плюс время) — без четвёртой точки не обойтись. Да, по трём мы будем знать, какие у них были координаты. Но время у них течёт по-разному, и мы не сможем понять, когда они там были! Вернее, поскольку это у нас «нет часов», то это про себя мы не сможем понять, сколько времени было у нас, когда спутник был там-то. А по четырём уже можем.
    4
  6. Про то, как система работает для самих спутников, пока лучше даже не думать. Там всё увлекательно, но сложно. Куча разных поправок, расчётов и замеров. Даже на земле-то синхронизация тех же атомных часов по всему миру это до крайности непростая штука. Время считается настолько точно, что даже если два экземляра атомных часов находятся рядом друг с другом, полностью их синхронизировать не получится, слишком много разных влияний в самых-самых супер-пупер лабораторных условиях. Что уж говорить про невероятную изобретательность, которую проявляют учёные всего мира для синхронизации часов на спутниках и вычисления их предельно точных координат. Лучше просто допустить, что положение каждого навигационного спутника определено очень и очень хорошо, а рассуждать только о вычислениях относительно них.
    3
  7. Увы, такой подход никак не помогает понять необходимость четвёртого спутника. Я двумя руками за, если предложите одновременно полностю корректное с научной точки зрения и понятное (представимое обычном человеком) объяснение или метафору, только пока такого не знаю.
    2
  8. Даже на Википедии это внятно описано.
    1