بيت » مبدأ التثليث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

مبدأ التثليث لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)

1970
GPS receiver displaying satellite signals and distance measurements in radio-wave physics.

The GPS determines a receiver’s position using trilateration. By measuring the distance to at least three satellites, the receiver can pinpoint its location on Earth’s surface. The distance is calculated by multiplying the signal’s travel time by the speed of light. A fourth satellite is required to synchronize the receiver’s clock, resolving for the four unknowns: latitude, longitude, altitude, and time.

The core principle of GPS positioning is based on a geometric technique called trilateration, or more accurately, multilateration. Each GPS satellite continuously broadcasts a signal that includes its precise orbital position (ephemeris) and the exact time the signal was transmitted. A GPS receiver on or near the Earth’s surface picks up these signals from multiple satellites. The receiver calculates the time difference between when the signal was sent and when it was received. This time difference, known as the time of flight, is then multiplied by the speed of light ([مطاط]c[/latex]) to determine the distance, or ‘pseudorange’, to that satellite. The term ‘pseudorange’ is used because the receiver’s internal clock is not perfectly synchronized with the highly accurate atomic clocks on the satellites, introducing a time offset error.

Geometrically, knowing the distance to one satellite confines the receiver’s position to the surface of a sphere centered on that satellite with a radius equal to the calculated pseudorange. With a second satellite, the position is narrowed down to the intersection of two spheres, which is a circle. A third satellite’s signal provides a third sphere, and its intersection with the circle from the first two satellites results in two possible points. Typically, one of these points is a nonsensical location (e.g., far out in space or deep inside the Earth), allowing the receiver to determine its 2D position (latitude and longitude). To solve for the fourth unknown, altitude, and more importantly, to correct for the receiver’s clock error ([latex]\Delta t_{receiver}[/latex]), a signal from a fourth satellite is necessary. This allows the receiver to solve a system of four equations for four unknowns ([latex]x, y, z, \Delta t_{receiver}[/latex]), yielding a precise 3D position and accurate time.

UNESCO Nomenclature: 2212
– Radio-wave physics

النوع

النظام التجريدي

الاضطراب

ثوري

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • الملاحة السماوية
  • تحديد الاتجاه الراديوي (RDF)
  • نظام الملاحة بعيد المدى (LORAN)
  • نظام الأقمار الصناعية العابرة (NAVSAT)
  • المبادئ الأساسية للهندسة وعلم المثلثات
  • قياس سرعة الضوء

التطبيقات

  • أنظمة الملاحة في المركبات
  • وضع علامات جغرافية على الصور
  • الزراعة الدقيقة
  • إدارة الكوارث وخدمات الطوارئ
  • الخدمات القائمة على الموقع على الهواتف الذكية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

!!مستويات !!! العضوية مطلوبة

يجب أن تكون عضوًا !!! مستويات!!! للوصول إلى هذا المحتوى.

انضم الآن

هل أنت عضو بالفعل؟ سجّل الدخول هنا
Related to: trilateration, multilateration, pseudorange, satellite ranging, time of flight, GPS positioning, navigation, geometry, speed of light, clock offset.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

متاح للتحديات الجديدة
مهندس ميكانيكي، مشروع، هندسة العمليات أو مدير البحث والتطوير
تطوير المنتج الفعال

متاح لتحدي جديد في غضون مهلة قصيرة.
تواصل معي على LinkedIn
تكامل الإلكترونيات المعدنية والبلاستيكية، التصميم مقابل التكلفة، ممارسات التصنيع الجيدة (GMP)، بيئة العمل، الأجهزة والمواد الاستهلاكية متوسطة إلى عالية الحجم، التصنيع المرن، الصناعات الخاضعة للتنظيم، شهادات CE وFDA، التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، Solidworks، الحزام الأسود من Lean Sigma، شهادة ISO 13485 الطبية

نحن نبحث عن راعي جديد

 

هل شركتك أو مؤسستك متخصصة في التقنية أو العلوم أو الأبحاث؟
> أرسل لنا رسالة <

احصل على جميع المقالات الجديدة
مجاني، لا يوجد بريد عشوائي، ولا يتم توزيع البريد الإلكتروني ولا إعادة بيعه

أو يمكنك الحصول على عضويتك الكاملة -مجانًا- للوصول إلى جميع المحتويات المحظورة >هنا<

السياق التاريخي

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم تقديم تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

انتقل إلى الأعلى

قد يعجبك أيضاً