ما مدى دقة ساعة GPS؟

Question

في شركتي ، لدينا أنظمة مهمة تتطلب وقتًا دقيقًا.

على النحو ، لدينا جهاز خادم NTP مع هوائي GPS في الهواء الطلق الذي يتلقى الوقت من قمر الصناعات GPS.

أسئلتي هي:

• ما مدى دقة الساعة الزمنية؟
• هل يستحق ذلك للحفاظ على هذا الطريق أو استخدام NTP خارجي آخر (الولايات المتحدة-غوف ، ناسا ، إلخ)؟

شكرًا،

Answer 1

بالنسبة الى هذه المرجع, ، يجب أن يكون الوقت دقيقًا في غضون 40 ns ، وهو أقل بكثير من الوقت الذي يستغرقه نقل هذه المعلومات إلى نظام آخر.

يشرح المرجع أيضًا كيف يمكن أن يختلف وقت GPS عن UTC بسبب ثواني Leap التي تمت إضافتها منذ نشر GPS. يتم تشفير الفرق بين الاثنين في إشارة GPS ، ولكن الأمر متروك لجهاز GPS لتضمين الإزاحة في الوقت المعروض. من المفترض أن جهازًا مخصصًا للحفاظ على الوقت سيقوم بهذا الجزء بشكل صحيح.

Answer 2

يجب أن نكون حذرين للغاية كيف نفهم مشكلة الدقة هذه الوقت. يسافر الضوء حوالي مليون في 3 نانو ثانية. وبالتالي ، إذا كنا نريد تحديد موقع أنفسنا بدقة على حوالي 1 متر ، فسنحتاج إلى جهاز استقبال يمكنه على الأقل تحديد الوقت إلى ~ 3 نانو ثانية أو أفضل. مستقبلات GPS منخفضة التكلفة ليست دقيقة ولكن عادة ما تكون 30nsecs) ، لكنها تستفيد من الخدعة. تتم معايرة أقمار GPS لإرسال قياسات وقت وموقع دقيقة للغاية .... أفضل بكثير من 30 NSEC ويتم مراقبتها باستمرار وتصحيحها للحفاظ على الدقة. ولكن على الرغم من أن جهاز استقبال GPS يقيس 4-9 إشارات مختلفة بدقة سيئة ، إلا أنه نفس المتلقي يقيس الإشارات من الأقمار الصناعية المختلفة. وبالتالي ، إذا كان هناك خطأ مدمج ، فيمكن جمع القياسات وتعديلها بحيث تكون في الأساس نفس خطأ الإزاحة في جهاز الاستقبال لكل قمر صناعي (ليس بهذه البساطة ، ولكن هذه هي الفكرة). وبالتالي ، إذا تمكن المتلقي من رؤية ما يكفي من الأقمار الصناعية ، فيمكنه إجراء فرق زمني لقياسات الوصول التي يمكن أن تزيل الخطأ الكبير. يمكن للنظام بعد ذلك استخدام البيانات الوصفية لتقدير وتصحيح الإزاحة الثابتة المنفردة. ربما تكون قد لاحظت في سيارتك ، إذا قمت بتشغيل نظام GPS في موقع لم يكن نظام NAV الخاص بك يتتبعه بنشاط ، وكنت على سبيل المثال في مرآب للسيارات ، سيستغرق النظام بعض الوقت لاكتساب أي إشارة ، وبعد ذلك غالبًا ما يظهر لك في الموقع الخاطئ على الخريطة ، وسيستغرق بضع دقائق لمعرفة مكان وجودك. سيقوم النظام بالتحقق باستمرار من حلول مختلفة ومقارنتها في نهاية المطاف مع خريطة الكشف عن الملاحة بالقصور الذاتي في سيارتك حتى يجد في النهاية حلًا يبدو أنه يناسب الخريطة وحركة المركبات الخاصة بك. سيارتي لديها نظام GPS. ومع ذلك ، كان لدي مرة واحدة السيارة التي تم أخذها بالسكك الحديدية من العاصمة إلى لوس أنجلوس واستغرق الأمر ما يقرب من 30 دقيقة لنظام GPS الخاص بي لمعرفة الأشياء.

Answer 3

على الأرجح دقيقة للغاية (على افتراض أن لديك هوائي GPS في الهواء الطلق). تضمنت حسابات مسافة GPS إشارات تتحرك بالقرب من سرعة الضوء ، لذلك يجب أن تكون الساعة دقيقة للغاية أو يبدو أنك ستظهر أقدام عديدة من موقعك الفعلي (حوالي خطأ واحد في القدم لكل نانو ثانية). بقدر الدقة ، ربما تحتاج إلى التحقق من ذلك الوقت مقابل أي معيار الوقت تريد أن تكون دقيقًا. ولكن بسبب الدقة ، يجب ألا يتغير مقدار الدقة مع مرور الوقت (ما لم يكن معيار وقتك الذي تقارنه دقيقًا).

Answer 4

لقد وجدت كتابة جيدة هنا....

الجواب هو: دقيق جدا.