Wie halten GPS-Satelliten ihre Borduhren genau? Ich gehe davon aus, dass sie ein Update von einer Basisstation benötigen. Aber wie stellen Sie sicher, dass nach dem Update alle Satelliten synchronisiert sind, dh es gibt keine Phasenverschiebung.
Sie haben Ihre Basisstation auf der Erde und gehen davon aus, dass alle Satelliten, die Sie aktualisieren möchten, in Sichtweite sind. Sie senden einen Update-Befehl. Jeder Satellit hat jedoch eine andere Entfernung von der Basisstation. Es wird auch eine Verzögerung vom Empfang des Befehls bis zur Aktualisierung der internen Uhr geben. Einige Satelliten verfügen möglicherweise über neuere Hardware, die schneller ist.
Wenn Sie die Satelliten separat aktualisieren, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Timings der von Ihnen gesendeten Befehle sehr genau sind. Dies scheint eine schwierige Sache zu sein. Gibt es eine bessere Methode, die in der Praxis angewendet wird?
Ich denke, was mich interessiert, ist zu sagen, dass Sie eine Uhr an Position A haben. Wie synchronisieren Sie sie mit einer Uhr an Position B, die weit von A entfernt ist? Sie haben die Meldung Flugzeitverzögerung, Bearbeitungsverzögerung in B usw.
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Antworten:
Taktfehler werden nicht korrigiert, sondern in zwei Schritten ausgeglichen .
1. Fehlerbestimmung
Das GPS-Steuersegment verwendet Referenzempfänger an bekannten Orten, um die tatsächlichen Umlaufbahnelemente und den Zeitfehler von Raumfahrzeugen zu bestimmen. Die Referenz für die Position ist der WGS84-Referenzrahmen , für die Zeit ist es die internationale Atomzeit . Selbst kleinste Effekte wie Kontinentalverschiebung und relativistische Zeitdilatation werden berücksichtigt.
2. Fehlerkompensation
Die Borduhr (in der Tat der SV Z-Count, siehe IS-GPS-200 3.3.4) wird nicht eingestellt , gedreht oder zurückgesetzt, um den Fehler zu kompensieren. Unter Berufung auf IS-GPS, 20.3.4.2:
Stattdessen wird der Versatz zwischen UTC und der Uhr dieses Raumfahrzeugs ("GPS-Time") in der Navigationsnachricht gesendet (siehe IS-GPS 20.3.3.3.1.8). Dies beinhaltet nicht nur den aktuellen Versatz, sondern auch verschiedene Vorhersagen ("Anpassungsintervalle", 20.3.4.4). Normalerweise ist nur die hochpräzise Kurzzeitvorhersage relevant, die anderen werden verwendet, wenn das Kontrollsegment nicht funktionsfähig ist und keine Aufwärtsverbindung möglich ist.
Ebenso bleibt der Positionsfehler (Abweichung von der nominalen Umlaufbahn) unkorrigiert (dies würde wertvollen Treibstoff verbrauchen), wird jedoch an die Empfänger gesendet, indem Ephemeridendaten (Umlaufbahnelemente) in das Raumfahrzeug hochgeladen werden.
Die Flugzeit ist für den Uplink kein Problem, da die neuen Anpassungsintervalldaten bereits im vorherigen Schritt ermittelt wurden.
Die eigentliche Kompensation erfolgt dann im Empfänger (Benutzersegment). Es werden Korrekturen angewendet, wenn die beobachtete Signal- / Codephase einer anderen SV in Beziehung gesetzt wird.
Ausnahmesituationen
Manchmal verhalten sich alte Raumschiffe auf unerwartete Weise, zum Beispiel beginnen ihre Uhren unvorhersehbar zu treiben. AGI hat eine Website mit Leistungsdaten von Borduhren. Sie sehen, dass die Uhr der USA-151 (PRN28 senden) etwas wackelig ist und häufige Kompensationen benötigt.
Wenn eine Uhr verrutscht oder ein angetriebenes Manöver den SV für die Navigation unbrauchbar macht, sendet der SV in seiner Navigationsnachricht ein "Inoperable Flag" und wird von den Empfängern der Endbenutzer ignoriert.
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Sie können das tun, was NTP tut. Grob gesagt,
Beachten Sie, dass GPS dies nicht tut, da es keinen Punkt gibt: Die Satellitensekunde ist aufgrund der Schwerkraft kürzer als die Erdsekunde, sodass es unmöglich ist , die Uhren synchron zu halten.
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Die Konstellation der GPS-Satelliten wird ständig von mehreren festen Bodenstationen überwacht, die rund um den Globus positioniert sind. Diese Bodenstationen überwachen alle Satelliten und senden Korrekturfaktoren, wenn eine Abweichung festgestellt wird.
Ref: http://www.gps.gov/systems/gps/control/
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