Realität-mal-so-mal-so

[Kurt]

Etwas zu Doppler bzw. sich permanent ändernden Doppler beim GPS.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/ ... ionGPS.gif


Ich vermute mal, dass diese sog. relativistischen Effekte dieser sich permanent ändernde Doppler sein könnte?

Fliegt einer der Satelliten so in Richtung Empfänger, dass sich die Strecke verkürzt, dann nimmt der Doppler blau kontinuierlich ab bis hin zu Null, wenn der Satellit exakt oben drüber ist.
Danach nimmt der Doppler rot kontinuierlich zu, wenn sich der Satellit entfernt.

D.h., die Laufzeiten ändern sich permanent.
Dafür sind exakte Signalmarkierungen notwendig, die einen ganz bestimmten Zeitpunkt des Aussendens angeben.

Falsch, dazu muss der Empfänger wissen wann ein bestimmter Signalzustand gesendet wurde.
Das Sendesignal enthält keine Markierungen wie du sie behauptest.

Kurt

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Verloren geganges Wort eingesetzt: keine

[Harald Maurer]

Ich bin wirklich überrascht, dass es diese Textstelle noch gibt. Es wundert mich aber, dass es den Relativitätsverteidigern hier nicht klar wird, was der Satz "oft wird irrtümlich darauf hingewiesen, dass diese Gangunterschiede zu einem Positionsbestimmungsfehler von mehreren Kilometern pro Tag führten, wenn sie nicht korrigiert würden" aussagt. Er sagt sinngemäß, dass die Korrekturen der rel. Effekte nicht notwendig sind, denn "[i]ein solcher Fehler würde nur dann auftreten, wenn die Positionsbestimmung über die Ermittlung der Abstände des GPS-Empfängers zu drei Satelliten anhand eines Uhrenvergleichs mit einer Uhr im Empfänger erfolgte.

Der Satzt sagt genau das aus: Es ist notwendig die Relativitätstheorie zu berücksichtigen, denn man könnte sich ja auch einen GPS - Empfänger mit einer entsprechenden Uhr bauen und bräuchte dann nur 3 Satelliten.
Das gewöhnliche GPS Empfänger nicht mit entsprechend präzisen Uhren ausgestattet sind hat ja nur wirtschaftliche Gründe, denn sonst wären die nicht erschwinglich.

Abgesehen davon kommt ja das 2. Argument dafür das die RT offensichtlich nicht ganz falsch ist ebenfalls in dem Abschnitt vor, nämlich das man ein entsprechend präzises Weltweites Zeitsignal erhält.

Nö - es ist umgekehrt: bei Einsatz von nur 3 Satelliten wird die RT empfohlen (Wikipedia-Zitat bitte genau lesen!) Mit 4 Satelliten braucht man sie nicht! Und das präzise weltweite Zeitsignal wird sowieso von rund 100 Atomuhren rund um den Erdball generiert.
Grüße H.M.

[McMurdo]

Nö - es ist umgekehrt: bei Einsatz von nur 3 Satelliten wird die RT empfohlen (Wikipedia-Zitat bitte genau lesen!)

Wenn es empfohlen wird, wird sie wohl nicht ganz falsch sein. Und da das GPS eben auch mit 3 Satelliten und einem Empfänger mit Atomuhr funktioniert bestätigt es im besten Maße das die RT eben nicht ganz falsch sein kann. Die muss also nicht verteidigt werden. Jeden Tag kann man sehen das sie hervorragende Ergebnisse liefert.

[Harald Maurer]

Ihr vertrete ja beide die These, daß man für das GPS zur Positionsbestimmung c+-v anstelle von konstantem c verwenden muß. In welchem offiziellen Dokument etwa von NAVSTAR wird dies denn beschrieben?

Die gesuchten Ziele laufen entweder den Sat. Signalen davon oder ihnen entgegen (Erdrotation). Die meisten GPS-Benutzer sind natürlich daran interessiert, ihre Position auf der Erde zu kennen; die Entwickler des GPS haben daher ein rotierendes erdzentriertes, erdfestes (ECEF) Referenzsystem als Grundlage für die Navigation gewählt.
In einem Inertialsystem kann ein Netzwerk selbstkonsistent synchronisierter Uhren durch die Übertragung elektromagnetischer Signale aufgebaut werden, die sich mit der universell konstanten Geschwindigkeit c ausbreiten (dies wird als Einstein-Synchronisierung bezeichnet), aber es ist bekannt, dass in einem rotierenden Referenzrahmen der Sagnac-Effekt verhindert, dass ein Netzwerk von selbstkonsistent synchronisierten Uhren aufgebaut werden kann. Dies ist ein erhebliches Problem bei der Verwendung von Zeitsignalen zur Positionsbestimmung im GPS. Der Sagnac-Effekt kann Hunderte von Nanosekunden betragen; ein Zeitfehler von einer Nanosekunde kann zu einem Navigationsfehler von 30 cm führen. Um den Sagnac-Effekt zu berücksichtigen, wird ein hypothetisches nicht rotierendes Referenzsystem eingeführt. Die Zeit in diesem sogenannten erdzentrierten Trägheitsrahmen (ECI) wird als Grundlage für die GPS-Zeit verwendet.
Der Sagnac-Effekt wird einfach durch die Rotation des ECEF-Referenzrahmens während der Signalausbreitung verursacht. Die Lichtgeschwindigkeitsverzögerung, die bei der Berechnung der Pseudoentfernung verwendet wird, hängt von der kartesischen Entfernung zwischen dem Satelliten zum Zeitpunkt der Übertragung und dem Empfänger zum Zeitpunkt des Empfangs ab. Natürlich müssen die Satelliten- und Empfängerpositionen im selben Referenzrahmen aufgelöst werden, um die richtige Entfernung zu berechnen. Beim Lösen der Orbitalgleichungen der Satellitenbewegung mit den übertragenen Ephemeridendaten ist das Ergebnis der Satellit xyz zum Zeitpunkt der Übertragung. Der Empfänger muss also aufgrund der Rotation des ECEF-Rahmens während der Ausbreitungsverzögerung einen zusätzlichen Term hinzufügen. Auf diese Weise fließt quasi die Geschwindigkeit der Erdoberfläche in die Berechnung ein - und wenn man so will, entspricht das gewissermaßen einem Einsatz von c+-v.
Grüße H.M.

Etwas komplizierter behandelt Ashby das Thema hier:
https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=bef9959a17cadf384846e9c81ced7097d9f89263

[bumbumpeng]

Die Wegstrecke verkürzt sich und damit die Laufzeit.

Eben. Geschwindigkeit, Wegstrecke und Laufzeit sind die drei Größen, um die es geht.

Dass sich gemäß Doppler beim Sender und Empfänger verschiedene Signalfrequenzen ergeben ist zwar richtig, aber das hat keinen Einfluss auf die drei genannten Größen.

Die Wegstrecke ändert sich ja auch permanent wenn die Feuerwehr das Martinshorn ausgeschaltet lässt oder statt Tatütata eine Musik spielt. Beim GPS werden keine Frequenzen oder "Tonhöhen" ausgewertet, sondern Laufzeiten. Der Dopplereffekt, der nur Tonhöhen/Frequenzen betrifft, ist eine ganz andere Baustelle und gehört nicht in eine Erklärung der grundsätzlichen Arbeitsweise vom GPS.

Ist der Krankenwagen 3400 m von dir entfernt, dann ist die Laufzeit 10 s. Bei 340 m 1 s.
Steht der Krankenwagen, dann gibt es keinen Doppler.

Der Sender sendet immer gleich. Z.B. 100 Hz, die aber der Empfänger je nachdem anders hört.

Wie kommt es, dass der Empfänger das anders hört? Wo ändert sich die Frequenz?

Der Dopplereffekt, der nur Tonhöhen/Frequenzen betrifft, ist eine ganz andere Baustelle und gehört nicht in eine Erklärung der grundsätzlichen Arbeitsweise vom GPS.

Wie kommst du denn darauf? Es ist wurscht, ob Schall oder Licht oder Funk. Welle ist Welle und die kann gestaucht oder gedehnt werden und das ist allemal Doppler.

Beim GPS haben wir es definitiv mit Doppler zu tun und nicht mit Sagnac !!!

[Mikesch]

Wie wird der, von dir behaupteter "Zeitstempel" gesendet, wann und in welcher Form?

Der Zeitpunkt des Sendens durch Phasenmodulation auf der Trägerfrequenz.

Lächerlich!!
Solche und ähnliche Aussagen zeigen ob jemand Ahnung von Technik und GPS hat, alleine diese deine Behauptung zeigt, dass du keine hast. Ist dir überhaupt klar was das mit der Phasenmodulation auf sich hat oder hast du nur einen Begriff ufgeschappt und goffst, dass er auf deine behauptung zutrifft.
Sei dir klar, er trifft nicht zu, es wird auch kein "Zeitstempel" gesendet.

Die Satelliten senden Navigationssignale (codes) , Navigations- sowie Systemdaten (messages) aus. Die Informationen werden auf zwei Sende- oder Trägerfrequenzen, den sogenannten PRN-Sequenzen (Pseudo-Random-Noise) per diskreter Phasenmodulation aufmoduliert.
Die Navigations- und Systemdaten werden in sogenannten Frames, unterteilt in Subrames gesendet, die immer mit einem TLM für Bahnkorrekturen und einem HOW für Zeitcount in GPS-Zeit starten und folgende Daten in den ersten drei Subframes enthalten:
Informationen über Zustand des Satelliten (Health) ,
Alter der Uhrendaten (Age of Data Clock = AODC),
Parameter zur Berechnung des Uhrenfehlers
GPS-Wochenummer
die Parameter zur Berechnung der Ephemeriden
die Korrekturparameter zur ionossphärischen Laufzeitverzögerung.
Die Almanachdaten finden sich in den Subframes 4 und 5

beim GPS gibt es keine synchronsierten Uhren

Doch. Aber normalerweise für dynamische Messungen nicht nötig. Es wird über den PRN-Code per Kreuzkorrelation der C/A-Codes die Laufzeit ermittelt.

Auch da wieder die völlige Unkenntnis.
Was bitteschön sollte Kreuzmodulation sein? eine neue Erfindung. (sowas gibts bei Ionenschichtenschwankungen usw.)
Oder meintest du: Kreuzkorrelation?

Ja. Tippfehler.

- es wird kein Zeitpunkt übermittelt

Doch. Steht sogar in den Specs. Die C/A-Codes werden zusammen mit den Navigationsdaten auf den Träger moduliert.

Es ist einfach zum Haareausreissen, soviel tehnische Unverständniss muss man erstmal erlebt haben.
Ein Zeitpunkt ist etwas infinestiomal kurzes, die Übermittlung der notwendigen Navigationsdaten dauert 15 Minuten.

Falsch. Die Übermittlung der Navigationsdaten dauert genau 30s. Damit ist der Zeitpunkt exakt bestimmbar.
Deine 15 Minuten (gemeint wahrscheinlich 12,5min) braucht es, um den kompletten Almanach zu übertragen. Die Navigations- und Systemdaten liegen in den ersten drei Subframes. Danach kommt ein Teil des Almanachs. Nach 30s geht es von vorne los mit dem neuen Navigations- und Systemdaten und dem nächsten Almanachteil usw.. Nach 12,5 min fängst das Ganze von vorne an mit den aktuellen Navigations- und Systemdaten und erster Teil des Almanachs.
Kaltstart: Ortung dauert bis 12,5 Minuten, keine Almanach- und Ephemeriedaten vorhanden
Wartstart: 45-60s, Ephemeridendaten veraltet
Hotstart: 5-15s, wenn in den letzten 2-6 h das Navi eingeschaltet war.

- es gibt keinen genauen Zeitpunkt

Na klar. Bei den Satelliten die Weltzeit, bei den Empfängern ohne Atomuhr durch das vierte Satellitensignal.
Gesteuert und überwacht wird das alles durch die fünf Kontrollstationen.

Ojeoje.

Nochmal für dich: Gesendet wird die Referenzzeit als GPS-Zeit mit Korrektur zur Referenz der UTC-Zeit. Damit liegt die Genauigkeit bei 1ms UTC-Zeit

Der SAT sendet niemals einen Zeitstempel und auch niemals ein "ich bin hier".

Aber klar doch: Almanach, Ephemeriden, Uhrenkorrekturen, Ionosphärenkorrekturen, Pseudocode, Uhrzeit werden gesendet.

Oh, wozu braucht man denn Uhrenkorrekturen wenn die ja eh alle synchronisiert sind?

Das hat damit nichts zu tun. Die GPS-Zeit muss ggü. der UTC-korrigiert werden, weil die Normuhr seit 1980 um 22 Sekunden geändert wurde.

Die Übermittlung dieser Daten dauert, bei der kommerziellen Anwendung, also fürs NAVI 15 Minuten, und da ist kein einziger Zeitstempel dabei.

Das ist Unsinn. Die Navigationsdaten werden alle 30s gesendet. Was 12,5 Minuten braucht ist der komplette Almanach.
Nur wenn du das Navi komplett resettest und die Alamanachdaten usw. nicht mehr vorliegen, dann braucht das Navi bis zu 12,5 Minuten, um die Informationen über alle 24 (+6) GPS-Satelliten zu bekommen. Oder schneller, wenn die Daten der 4 relevanten Sateliten vorher eingeladen werden.

Und das von jemanden der wirklich keinerlei technisches Verständnis und Ahnung vom GPS zu haben scheint.
Diese Aussage spricht für sich.

Ich denke, dass es jetzt klar ist, dass du es bist, der wenig Ahnung von GPS hat.
Die Informationen auf die ich mich beziehe, sind u.a. bei der physikalisch technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig abrufbar.

[Kurt]

Die Informationen auf die ich mich beziehe, sind u.a. bei der physikalisch technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig abrufbar.

Geht doch!!
Warum informierst du dich nicht vorher bevor du Stuss, verbreitet von den RT-Gläubigen, verzapfst.

Jetzt brauchst du nur noch zu verstehen was der SAT wirklich sendet und wie das ganze System aufgebaut ist, und wieso beim Empfänger, z.B. ruhend am Äquator, die Signale aus OW-Richtung bei ihm mit c +/- v (aus seiner Sicht) ankommen.
Natürlich auch die Konsequenzen fürs RT-Postulat.

Kurt

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[Frau Holle]

Welle ist Welle und die kann gestaucht oder gedehnt werden und das ist allemal Doppler.
Beim GPS haben wir es definitiv mit Doppler zu tun und nicht mit Sagnac !!!

Der Dopplereffekt mit verschiedenen Frequenzen existiert beim GPS, ja. Aber er ist irrelevant, unwichtig, unbedeutend, wird nicht für die Positionsbestimmung gebraucht, nicht ausgewertet. Kapier' das doch!

Es ist wie wenn du im Auto Radio hörst: Was dich interessiert ist der Inhalt der Sendung und nicht die Sendefrequenz! Was schert es dich, ob die Frequenz beim Sender etwas höher oder niedriger ist als in deinem Empfänger, der sich mit dem Auto bewegt? Das kümmert dich nicht die Bohne. Hauptsache der Empfang ist gut und Text und Musik kommen rüber. Bei allfälligen kleinen Abweichungen stimmt der Empfänger automatisch seine Empfangsfrequenz auf die größte Signalstärke ab, das reicht.

So ist es auch beim GPS. Ganz egal was Kurt da fabuliert, was angeblich alles nicht gesendet wird als Inhalt. Gesendet wird die genaue Sendezeit und verschiedene andere wichtige Daten, siehe oben. Nur die sind interessant, und die dopplerverschobene Frequenz eben genau nicht. Vergiss mal den blöden Dopplereffekt beim GPS, auch wenn er sich vielleicht beim Sagnac-Interferometer zeigt. Du tust gerade als gäbe es nichts anderes als Doppler hinten, Doppler vorne...

Der Dopplereffekt kommt durch die verschiedenen Weglängen zustande und tritt immer auf, wenn Sender und Empfänger relativ zueinander bewegt sind. Beim GPS ist das ein unwichtiger Nebeneffekt, technisch eher störend als hilfreich und erklärt gar nichts von der grundsätzlichen Funktionsweise.
 
 

[bumbumpeng]

Hätte ich dir erklärt, du willst aber nicht.

Bitte, leg los, aber ohne Fragen, die stellt der Lanz schon.

[bumbumpeng]

D.h., die Laufzeiten ändern sich permanent.
Dafür sind exakte Signalmarkierungen notwendig, die einen ganz bestimmten Zeitpunkt des Aussendens angeben.

Falsch, dazu muss der Empfänger wissen wann ein bestimmter Signalzustand gesendet wurde.
Das Sendesignal enthält keine Markierungen wie du sie behauptest.

Also, ich seh da jetzt keinen Widerspruch.

Bei mir ist es das Gleiche.