Hallo Richy,
dieser Faden soll dazu dienen GPS unabhängig des "beweist die Lichtinvarianz" zu besehen.
Du hast geschrieben in -Was ist ein Beweis- :
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richy hat geschrieben:Hi Kurt
Ich habe mich mal auf die Schnelle informiert. Seltsamerweise habe ich keine ersten Treffer einer Uni bei googel zu dem Thema gefunden. Es wird sich noch zeigen warum. GWUP ist nicht serioes, wie waers mit DPG - Deutsche Physikalische Gesellschaft , Bundesministerium für Bildung und Forschung ?
http://www.weltderphysik.de/de/5946.phpVorbemerkung :
Die Raumkruemmung innerhalb der SRT kann man anscheinend vernachlaessigen. Also ganz normal die SRT Gleichungen verwenden. (Haette ich anders vermutet)
Auch andere Abweichungen spielen gegenueber der ART (und etwas SRT) kaum eine Rolle.
Daten :
SRT
Bewegt sich der GPS-Satellit relativ zum Empfänger mit einer Geschwindigkeit von 3,9 Kilometern pro Sekunde, so läuft die Satellitenuhr um den winzigen Anteil von 0,83 x 10-8 % zu langsam.
Auf den ersten Blick scheint dieser Effekt für das GPS vernachlässigbar klein zu sein. Aber für eine feste Messzeit erhalten wir aus diesem Fehler in der Zeitbestimmung einen Fehler in der Laufstrecke. Und mit fortlaufender Zeit wird dieser Fehler immer größer, er akkumuliert So liegt schon nach nur zwölf Stunden die ermittelte GPS-Position um einen guten Kilometer neben der tatsächlichen Position.
ART
Gravierender im wahrsten Sinne des Wortes ist für die Genauigkeit des GPS aber der Einfluss der Schwerkraft. Hier kommt Einsteins Theorie zum zweiten Mal ins Spiel, nun mit der Allgemeinen Relativitätstheorie ....
Doch dieser Effekt muss genau bestimmt werden. Eine genauere Berechnung ergibt, dass nach der allgemeinen Relativitätstheorie die Zeit im Satelliten um einen Anteil von 5,28 x 10-8 % zu schnell abläuft. Beide relativistischen Abweichungen zusammen genommen, ergeben folgenden Gesamtfehler: die Atomuhr in einem GPS Satelliten geht insgesamt um 0,445 Milliardstel Sekunden zu schnell. In der Praxis bedeutet das, dass nach nur 24 Stunden das GPS die tatsächliche Position um etwa 11,5 Kilometer verfehlt. Ohne Berücksichtigung von Einsteins Theorien führte das GPS also in die Irre.
Funktion GPS :
Drei Sateliten rufen staendig "Hallo ich bin da und es ist x Uhr". Haette der Empfaenger eine Atomuhr wuesste er : Ah drei Kugeln. Im gemeinsamen Schnittpunkt, da bin ich.
Aber der Empfaenger hat keine genaue Atomuhr.Und auf das willst du hinaus oder ? Auf den ersten Blick wuerde ich auch meinen : Das ist ja der Hammer ... denn ...
Genauigkeit der Standortbestimmung
Doch wie genau ist diese Positionsbestimmung mit drei Satellitensignalen? Die Antwort darauf steckt in der Genauigkeit der Empfängeruhr. Im Intervall von einer Tausendstel Sekunde - dass ist die verlässliche Zeitangabe der Uhr im Empfänger - hat das Signal, egal von welchem Satelliten, genau 300 Kilometer zurückgelegt. Unsere Standortangabe ist mit dieser Methode also bestenfalls auf diese Distanz korrekt. Wäre dies der Stand der Dinge, so wäre das GPS völlig unbrauchbar. Moderne GPS Geräte erreichen aber eine Standortbestimmung mit Genauigkeiten von mindestens 30 Metern, also +/- 15 Meter um die Postition. Wie funktioniert das?
Diese Distanz von 30 Metern legt das Signal mit Lichtgeschwindigkeit in zehn Milliardstel Sekunden zurück. Aber diese Ganggenauigkeit erreicht die Quarzuhr im Empfänger nicht. Die GPS-Entwickler greifen hier auf eine elegante Lösung zurück: auf die Information eines vierten Satellitens. Um die gleichzeitige Initialisierung von Bord- und Empfängeruhren im Bereich von Milliardstel Sekunden zu erreichen, nutzt man folgende Tatsache aus: Durch die Genauigkeitsprobleme bei der Zeitangabe der Empfängeruhr tritt bei allen Distanzmessungen zu den Satelliten immer der gleiche Fehler auf. Geht die Empfängeruhr z.B. 0,002 Sekunden vor, wird die Entfernung zu allen Satelliten um 600 Kilometer (s = 300 000 km/sec * 0,002 sec) zu groß gemessen. Zieht man aber einen vierten Satelliten zur Beobachtung hinzu, lässt sich dieser Fehler beheben. Denn der Rechner des GPS Geräts hat mit den Werten von vier Satelliten ein System von vier Gleichungen mit vier Unbekannten zu lösen. Dieses Gleichungssystem hat eine eindeutige Lösung, die zur Synchronisation der Empfängeruhr mit den Atomuhren der Satelliten führt und damit die genauere Bestimmung der Position erlaubt. Einzige Voraussetzung: Der Empfänger muss mindestens 4 Satelliten gleichzeitig sehen.
Synchronisation=Einphasen gell
Der Empfaenger bezieht die Uhrzeit aus einem vierten Satelliten. Der Wecker im Auto spielt ueberhaupt keine Rolle. Die Fehler akkumulieren sich ueberhaupt nicht so wie es die Beispiele suggerieren. Ohne die Synchronisation wuerden sie akkumulieren. Es ist doch auch klar, dass kein Ing fuer ein GPS System assynchrone Uhren verwenden wuerde. Wenn der Quarz-Wecker im Auto 1/10 Sekunde verstellt ist, lande ich in der Pampas. Niemals !
Und wie sieht das unter den Satelliten selbst aus ?
http://www.quantenwelt.de/technik/GPS/relativitaet.htmlquantenwelt hat geschrieben:Da alle Satelliten den gleichen relativistischen Effekten unterliegen, könnte man das System auch ohne die Zeitkorrektur in den Satelliten betreiben. In dem Fall würde die GPS-Systemzeit im Jahr um 13 Millisekunden gegenüber der internationalen Atomzeit vorgehen. Man müsste dann die Uhren in den Bodenstationen um den relativistischen Faktor korrigieren und die Positionsdaten der Satelliten nach diesem Zeitstandard berechnen. Da aber das GPS auch als sehr genaues System zur Zeitbestimmung auf der Erde verwendet wird, lohnt es sich die relativistischen Effekte in den Satelliten zu berücksichtigen.
In welchem Takt werden die Uhren Synchronisiert ? Bei jeder Messung .
Wenn man den vierten Satelliten nicht erwaehnt ist das auf gut deutsch eine Ver.....
Da kann man sich schon fragen : Wer hat solch einen Baerendienst noetig ?
Die Uhren werden in der Frequenz korrigiert, weil sie nebenbei als kostenlose Atomuhren fungieren. Nicht wegen GPS. Ok vor allem die ART ist damit auch bestaetigt
aber eben nicht wegen GPS ! sondern weil Atomuhren in ihrer Funktion als Atomuhr in Umlaufbahnen korrigiert werden muessen.
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Nicht wegen GPS. Ok vor allem die ART ist damit auch bestaetigt aber eben nicht wegen GPS ! sondern weil Atomuhren in ihrer Funktion als Atomuhr in Umlaufbahnen korrigiert werden muessen.
Es ist bestätigt dass Uhren -da oben- schneller laufen, wenn die ART das auch sagt dann ist das OK.
sondern weil Atomuhren in ihrer Funktion als Atomuhr in Umlaufbahnen korrigiert werden muessen
Sie werden nicht korrigiert, sie müssen nicht korrigiert werden!
Es ist egal ob die Uhr im SAT etwas zu langsam oder zu schnell läuft.
Jeder SAT sendet alle sechs Sekunden seinen Uhrenfehler aus, er sagt dem Empfänger wie falsch er ihm seine Onboardzeit(Atomuhr) mitteilt.
Der Empfänger korrigiert dann die Information.
Der Empfänger muss sich auf die Systemzeit vom GPS einphasen, das geschieht durch Fehlervergleich mehrerer, von ihm selber errechneter, Positionen.
Im Empfänger wird die Quarzuhr auch nicht nachgestellt, die Uhr im NAVI ist eine reine Softwareuhr.
Entscheidend ist dass die Empfängeruhr(Softuhr) mit der GPS-Systemzeit synchron läuft, auf diese eingephast ist.
Wenn man Behauptungen wie: würde die RT bei GPS nicht berücksichtigt würde sich nach X Stunden eine Fehler von X Kilometern ergeben, liest, dann stehen einem die Haare zu Berge.
Denn:
Entweder ist der Schreiber unfähig auch nur die einfachsten Funktionen vom GPS zu verstehen, oder er sieht die Leser als Blödel an, will nur seinen "Glauben" unters Volk bringen.
Bei GPs wird alle Millisekunde ein Signal abgesetzt dass den genauen Absendepunkt dieses Signales dem Empfänger erkennen lässt.
Der Uhrenfehler wird ihm alle 6 Sekunden mitgeteilt.
Der Fehler der Atomuhr im SAT wird von mehreren Kontrollstationen ständig erfasst und dem SAT ein Korrekturert geschickt den dieser dem Empfänger weitergibt.
Wenn nun eine Uhr ständig vorgeht oder zu langsam tickt dann ist das bekannt und das System warscheinlich selber in der Lage das zu korrigieren.
Also ist dem Empfänger spätestens nach der letzten Korrektur bekannt um wieviel er den vom Sat empfangenen Uhrenwert zu korrigieren hat.
Da gibts kein "Akkumulatieren" des Fehlers wegen der "RT-Geschichte".
Es ist egal ob relativistische Annahmen ins GPS eingehen oder nicht, ihre Grösse ist sowieso sehr gering und geht unter den anderen Fehlern/Beeinflussungen total unter.
Die Behauptung das ein falsches Ergebnis raukommt wenn nicht relativistisch "gehändelt" wird ist absurd.
GPS kann auch die UTC-Zeit zur Verfügung stellen.
Dazu sind extra Unterframes im Frame (der mit den 30 Sekunden) reserviert.
Der Empfänger nimmt einfach seine Systemzeit und rechnet die ihm gesendeten UTC-Differenzen dazu/weg.
Schon hat er die "Weltzeit" zur Verfügung.
Die genaue Position des NAVI(Empfänger) kann nur errechnet werden wenn der Empfänger die Bahn des SAT kennt und den Ort an dem dieser sein Signal, die "Flanke" gesetzt hat.
Der Empfänger muss dazu den genauen Zeitpunkt feststellen an dem er das Signal, die Flanke, empfangen hat.
Er braucht also die
a' - die Systemzeit um den Empfangsmoment festhalten zu können
a' - den genauen Absendepunkt an dem der SAT das Signal gesetzt hat.
a' erhält er weil er mit der Systemzeit synchronisiert ist.
b' erhält er weil er den ganzgenauen Absendezeitpunkt des Signals und den ganzgenauen Absendeort kennt.
Den Absendeort errechnet er aus den ihm vom SAT irgendwann mal mitgeteilten Bahndaten (im Frame, Unterframe 2+3 ?)und der Kenntnis wann dieser das dazgehörende Signal (die Flanke) abgesendet hat.
Aus dem Umstand dass das gesendete Signal mit c, bezogen auf die Erdoberfläche, vom Absendeort zu ihm läuft, er weiss wie lange es unterwegs war, kann er die Entfernung zu dem Punkt errechnen an dem der SAT das Signal, die Flanke, gesetzt hat.
Ein Sendepunkt, ein Empfangspunkt, eine Laufdauer.
Ergibt eine Entfernung.
Die Entfernung zwischen dem Sendepunkt und dem Empfangspunkt.
Gruss Kurt
Wir werden erst begreifen wie genial die Natur ist wenn wir erkennen wie einfach sie funktioniert
Man Kurt, hörst Du überhaupt nicht zu? Über was haben wir wohl im anderen Thread die ganze Zeit diskutiert? 
