Привязка координат в приёмнике

[VictorDr]

Уважаемые специалисты, у меня довольно простой вопрос.
Как известно, большинство приёмников спутниковой системы навигации выдают координаты и время с частотой 1 сек. Если мы эксплуатируем приёмник в кинематическом режиме (например, на самолёте), то не очень понятно, какие координаты мы получаем - соответствующие выдаваемому времени, или соответствующие предыдущей секунде, и какому моменту соответствует время - реальному, или с отставанием на 1 сек.

[VictorDr]

Я занимаюсь аэрогаммаспектрометрией, и связываю показания своих коллимированных датчиков с навигацией через часы точного времени, также стоящие в спектрометрических системах. В качестве носителя используется вертолёт или низкоскоростной самолёт. Вся информация в реальном времени скармливается компьютеру, и в конечном итоге получается карта распределения источников гамма-излучения на поверхности Земли.
Если отвлечься от массы других источников погрешностей в такого рода исслдеованиях, непонимание того, к какому моменту времени привязана координата (а вычисляется она отнюдь не мгновенно, насколько мне известно) приводит к смещению нашей карты относительно местности на несколько десятков метров. Кстати, ответ на этот вопрос (о привязке показаний времени и координат) ни разу мне встречался в популярной литературе, что говорит о том, что никто на этот счёт особо не задумывается. Конечно, раз СНС используются в самолётовождении, точный ответ должен быть известен. Тем не менее, когда я задал подобный вопрос лет 5 назад, мне весьма грамотный знакомый специалист сообщил, что приёмник выдаёт не точные, а прогнозируемые координаты, привязанные к моменту выдачи пользователю.
Кстати, Ваш ответ мне не слишком понятен, может быть, объясните подоходчивей?
О каком "мгновенном" вычислении идёт речь? Не следует также забывать, что передача информации через RS-232 занимает некоторое время (миллисекунды), а также о том, что выдача информации потребителю происходит дискретно, с частотой 1 Гц. Так что, на мой необразованный взгляд, приёмник должен как-то "химичить" либо с временем, либо с координатами.

[VictorDr]

Уважаемый Vlad, большое Вам спасибо за участие и за Ваши ответы.
На мой взгляд, Вы несколько недооцениваете возможности современных приёмников для домохозяек √ все они выдают сигналы точного времени с миллисекундной точностью, и многие из них позволяют использовать диф.режим (и даже выдавать ╚сырые╩ данные от спутников для постообработки).
Я же пока придерживаюсь гипотезы, что приёмник выдаёт сигналы точного времени только в специальном режиме временнЫх измерений (при этом, возможно, с долей ╚химии╩ - просчёта врмени вперёд с учётом задержки выдачи в аппаратуру потребителя), а в другом режиме - навигации √ обеспечивает точные координаты и соответствующее им время, но эти данные (координаты+время) приёмник выдаёт потребителю с задержкой (максимум на 1 сек). Поэтому, если я имею независимые выскоточные часы в своей собственной аппаратуре, я могу получить гарантированную привязку других (например, гамма-спектрометрических) показаний моей аппаратуры к координатам без всякой ╚химии╩, хотя и не совсем в реальном времени (конечно, если я синхронизовал свои независимые часы с UTC). Мне кажется, что одновременная же выдача приёмником точных фактических координат и точного фактического текущего времени невозможна (прямо принцип неопределённости какой-то), почему и существуют 2 режима работы √ либо навигационный, либо временнОй.
Но я, повторяю, ни в какой степени не являюсь специалистом по СНС, и это √ всего лишь мои умозрительные домыслы.

[EtrexSummitUser]

Если есть желание во всем разобраться, то обратитесь на: http://www.colorado.edu/geography/gcraf ... tml там все объясняется для продвинутых любителей. Если этого будет мало, в конце есть ссылки первоисточников, в частности: http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/sig ... br> Как я сам понял (возможно я ошибаюсь) что время - это тоже координата, которая определяется совместно с пространственными при решении задачи позиционирования. Другое дело, что время это соответствует времени посылки пакета сигналов спутниками (эти пакеты спутники посылают одновременно). На распространение сигнала от спутников до приемника требуется время, за которое он может успеть переместиться в пространстве. Вот тут и возникает неопределенность того, что считать координатами приемника. Так или иначе эта проблема решается (не разобрался как) и побочным результатом всплывает скорость (я был не прав в другом сообщении, когда заявил, что определение скорости √ это не свойство GPS, а программная фича конкреного производителя приемников). Приемник GPS Вы, вероятно подключаете по протоколу NMEA0183, который является корабельным стандартом, в котором односзначно определено, что время соответствует моменту определения координат. Вот ссылка: http://www.agp.ru/Support/nmea.htm Если это не так в каком-нибудь приемнике, то это произвол его производителя.

[VictorDr]

Уважаемый Владимир,
у меня тоже имеются кое-какие домыслы, и это вместо того, чтобы знать точные ответы (а они наверняка кму-то известны).
Время кодируется в той же самой ПСП (далась же она всем), которая коррелируютс с ПСП приёмника, получается весьма острый максимум. Время сообщается с паспортной точностью 0,18 мкс в системе GPS. В режиме PPS приёмник выдаёт сигнал точного времени по переднему фронту импульса в аппаратуру потребителя (паспортная точность приёмника GPS - как правило, 1 мкс). Я сейчас посмотрел на сайте GARMIN - приёмник, оказывается, может одновременно давать точное время с паспортной погрешностью +/-1 мкс, но для этого 1 спутниковый канал из 12-ти работает только на приём времени) плюс (с некоторым запаздыванием) - координаты с соответствующим им временем.
Метод расчёта "по наилучшему созвездию из 4-х спутников" (с подгонкой сфер) - всегда вызывал (своим необоснованным примитивизмом) недоумение у людей, знакомых с решением переопределённых задач (когда спутников больше, чем координат, и все величины известны не точно) - ведь, к примеру, никто не решает реальные системы линейных уравнений школьным методом Гаусса в силу его неустойчивости.
Сейчас, наконец, в приёмниках стали применять режим "all-in-view", когда (но я в этом до конца не уверен, а производители ничего не пишут о математических методах, применяемых в навигационных вычислениях) решается переопределённая система уравнений с учётом данных от всех видимых спутников (в самом деле, глупо отбрасывать экспериментальные данные лишь по той причине, что не подобран подходящий матппарат для их обработки), причём попутно имется возможность точно вычислить погрешность результата (хотя приёмники этого не делают, а зря - ведь результат без погрешности лишён смысла; вместо этого что-то бухтят о предельной величине СКО, но быстро движущегося потребителя интересует в каждой точке реальная погрешность, а не гарантированная).
В общем, при математически корректном решении легко получить одновременно и координаты, и время (как 4-ая координата) - проблема будет лишь в том случае, когда спутников 4 и менее - тогда ошибка может быть огромной.
Насчёт скорости обмена с аппаратурой потребителя - она всё-таки через порт RS-232 не хуже, чем 9600 бод, а сейчас уже начат выпуск бытовых систем с USB-интерфейсом (это около 1 МБит/сек). Да и точность хода ширпотребовских кварцевых часов (при цене около 30 USD) тоже не 5 сек/сутки, а не хуже 1 сек. Уж наверное в GPS-приёмниках стоят часы не хуже.
Да, Ваши рассуждения про "холодный старт" для меня выглядят вполне убедительно.
Жаль только, что мы с Вами занимаемся гаданием, и никто из реальных спецов помочь нам не хочет...