Сочинение на тему Глобальная система позиционирования спутников (GPS)
- Опубликовано: 03.08.2020
- Предмет: Информационная наука, Наука
- Темы: астрономия, Современные технологии
С самого начала ранней навигации моряки полагались на небо, чтобы определить свое направление, используя визуальные маркеры, такие как Полярная звезда и Небесные полюса, чтобы определить местонахождение. Сегодня мы не столько боремся с этой проблемой, поскольку у нас есть Глобальная система позиционирования спутников (GPS), которую мы ежедневно используем в наших автомобилях и смартфонах. Однако эта технология полагается на то, что люди вносят изменения каждый день, и чем дальше вы получаете от спутников, тем сложнее определить ваше местоположение.
Хотя GPS достаточно точен для навигации по Земле, он недостаточно точен, чтобы доставить космический корабль к Сатурну. Основываясь на недавних исследованиях Science News и WIRED, было представлено новое решение: звездная сеть GPS или система позиционирования пульсара. Суть системы позиционирования пульсара заключается в том, что подобно тому, как GPS использует согласованность спутниковых сигналов для определения вашей области, космические корабли смогут принимать радиосигналы от мертвых звезд, которые излучают излучение с постоянными интервалами, также известных как пульсары. Вместо того, чтобы полагаться на дальнюю связь радиотелескопа с Земли, космические корабли могут выходить дальше, не беспокоясь о неточных показаниях координат.
Используя систему GPS, приемник, например, автомобиль или телефон, принимает радиосигналы со спутников на орбите Земли. Эти спутники настроены на атомные часы, чтобы излучать сигналы одновременно. Все эти спутники находятся на отдельном расстоянии от приемника, и поэтому каждая передача достигает устройства в разное время. Из этих различий в продолжительности система GPS определяет свое местоположение. Потребительские устройства высочайшего качества могут оценить ваше местоположение с точностью до метра в наилучших ситуациях, но высокие здания и помехи могут легко отключить систему на 20 метров и более.
Поскольку эти спутники GPS вращаются вокруг Земли так быстро (они совершают две орбиты в день), специальная теория относительности Эйнштейна требует, чтобы часы тикали медленнее, чем часы Земли. Например, через две минуты спутники GPS уже расходятся с часами Земли. Единственный способ отправить правильное время спутникам – это определить фактическое время по часам на Земле и передать информацию каждому спутнику, что является постоянным обязательством для Министерства обороны.
И наоборот, даже если однородные сигналы пульсара используются для сохранения времени точно так же, как система GPS, математика в системе позиционирования пульсара уже учитывает относительность. Следовательно, постоянного пересмотра, связанного с GPS, избегают. Пульсары обладают высокой продвинутой способностью сохранять время, подобное атомным часам, и не очень часто сдвигаются между интервалами относительно Земли. Даже когда они это сделают, расстояние, которое они пройдут, можно предсказать.
Чтобы доказать, что система позиционирования пульсара может перемещаться самостоятельно, несколько исследователей экспериментировали со своими радиосигналами. Анджело Тарталья, физик из Туринского политехнического университета, провел исследование программного обеспечения, имитирующего радиопередачи пульсаров. Тарталья и его команда отслеживали траекторию обсерватории с точностью до нескольких наносекунд. Кроме того, исследователи с экспериментом Station Explorer для рентгеновских временных и навигационных технологий (SEXTANT) сообщили об анализе пульсаров на пресс-конференции 11 января во время встречи Американского астрономического общества. SEXTANT использовал массив из 52 рентгеновских телескопов для измерения сигналов от пяти пульсаров. Анализируя эти сигналы, исследователи смогли определить местоположение SEXTANT с точностью до 10 километров, когда он вращается вокруг Земли на космической станции, говорит астроном Кит Гендро. Поскольку пульсары являются слабыми источниками и, как правило, для отслеживания требуются большие радиотелескопы, исследователям придется искать пульсары, которые испускают рентгеновские лучи, которые обеспечивают гораздо более яркий сигнал. Рентгеновские антенны из Техасского университета в Остине говорят, что рентгеновские антенны также намного меньше и легче.
Легко вычислить положение спутника вдоль линии обзора путем измерения доплеровского смещения – изменения частоты со скоростью объекта – но сложнее создать трехмерную картину траектории космического корабля, говорит астроном Скотт Рэнсом в Национальной радиоастрономической обсерватории в Шарлоттсвилле, штат Вирджиния. Пульсары смогут отслеживать все три измерения и распознавать отклонение корабля от своего курса. В сценарии, в котором мы находимся далеко от Земли, навигационные системы пульсаров могут улучшить оценки местоположения, сформированные в настоящее время с использованием орбитальных спутников, и служить резервной системой GPS, если эти спутники будут работать со сбоями.
РАСПОЗНАВАНИЕ ПИСЬМЕННОГО ХАРАКТЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗОБРАЖЕНИЯ АВТОРЕФЕРАТ В современном мире наблюдается огромный рост пробок на дорогах, и скорость, с которой люди покупают автомобили, значительно возрастает
В 2013 году до 5 лет было произведено нововведение. И становятся более успешными и мощными усовершенствованиями технологических изменений. Я хотел бы поделиться с вами удивительным
«Nosedive» может считаться вероятным сценарием не только потому, что в его основе уже имеются доступные технологии, но также и потому, что способ их использования полностью