Откуда координаты?
 

Попробую изложить как можно проще. Итак, летают себе 24 спутника на высоте 17000 км от земли по определенным орбитам. Ну не 24, а больше, есть резервные, готовые подменить неисправные или отслужившие своё. Каждый спутник летит и непрерывно передает по радиоканалу данные о том, где он летит, какой у него номер, какая скорость и какое сейчас точное время. А теперь спустимся на землю и включим gps приемник. Приемник начинает принимать сигналы и вычислять свое местоположение. Для вычислений необходимы уверенные сигналы от трех, как минимум, спутников. Допустим, сигналы получены. Представим себе плоскость, а на этой плоскости три точки-спутники. Координаты их известны. Где-то между ними приемник. Где? Вот тут и приходят на помощь сигналы точного времени. До приемника они доходят с ничтожной задержкой, но приемнику и этого хватает, чтобы вычислить точку на плоскости между спутниками. Перпендикуляр к плоскости, проходящий через точку-линия с одинаковыми задержками сигналов. Мы где-то на этой линии. Проведем линию до поверхности земли и увидим свое местоположение. Ошибка будет. И будет она тем больше, чем выше мы над уровнем моря и чем ближе наши спутники расположаться к прямой линии. Тут на помощь приходит четвертый спутник. Через четыре точки можно провести четыре плоскости (если они не в одной плоскости-что, в нашем случае практически невероятно), а от них расчитать четыре линии. Место пересечения этих линий и есть наше точное местоположение в пространстве. То есть, помимо координат, мы определим и высоту над уровнем моря. А дальше будем отслеживать перемещения координат по времени и узнаем скорость, ускорение(как по горизонтали, так и по вертикали).

блин, сложно изложено, но понять можно, если прочитать еще раз.
я уже ас в gps навигации, и до сих пор думал что все работает немного по другому и уж ни как не подозревал что на помощь приходит скорость света.
:)

я не стал упоминать частоту (1575,42мгц) и доплеровский сдвиг :)

не про доплера ты зря, этот эффект там негде применить, сам посуди, смещение в частоте волны, ни коем образом не повлияет на задержку, так как скорость света как мы все знаем равна постоянной величине, а скорость удаления и приближения думаю в расчетах не фигурируют, а тем более не фигурирует теория относительности с разным течением времени у разных объектов.
про частоту (1575,42мгц) все понятно, это просто диапозон приема.

Не понятно только каким образом происходит синхронизация точного времени на спутниках и приемнике.

С помощью псевдослучайного шума :)

Но ведь и этот любой псевдослучайный шум доходит до приемника с задержкой прямопропорциональной расстоянию до спутника.Допустим спутник отправил данные точного времени(0:00), приемник получит их через доли секунды(время необходимое для прохождения сигнала).Как он(приемник) эту разницу в доли секунды высчитывает?

целью топика было наипростейшее разъяснение работы приемника. Лезть в дебри трианигуляции не было в планах.

А теперь придется))))
Кстати меня тоже заинтересовал сей момент, осмысление которого все меняет, что было сказано ранее, хотя нет, скорее всего, уточняет. Итак, по порядку.

Начнем с того что первый пришедший сигнал берется за основной с нулевым удалением от вас (грубо говоря). Соответственно задержка остальных двух (рассмотрим сначала простейший вариант) легко вычитаются, относительно первого и равны конкретным расстояниям. Естественно мы понимаем, что до первого существует неопределенное расстояние, которое измерить просто нельзя, и обзавем его Х. В таком случае, мы обязаны для равновесия добавить расстояние Х и до остальных спутников. Вы скажите ну и что, Х и поныне неизвестен. На что я скажу что это и неважно для вычисления местоположения на сфере (ну или почти). Объясню почему. Если взять три сферы с центрами в виде спутников, то по мере увеличения числа Х от значения 0 получим рано или поздно их пересечения в одной точке. Потом точка пересечения проецируется в координаты, которые мы видим на свой аппаратах. При добавлении числа спутников, появляется еще и высота.
Думаю это всем понятно?

Появилась идея
 

А если так?Возьмем 3 ближайших спутника над нами,они образуют треугольник, опишем возле треугольника окружность(вершины треугольника лежат на окружности), из центра окружности проведем перпендипикуляр к плоскости треугольника и опустим его до пересечения с мнимой сферой Земли(сфера координат)- получим точку 1.Зная координаты спутников легко вычислить координаты точки 1.В точку 1 сигналы от всех 3 спутников приходят одновременно.Точку нашего местонахождения назовем 2.По тому насколько сдвинуты сигналы спутников относительно друг друга можно вычислить вектор смещения точки 2 от точки 1 и соотвественно наши координаты.Берем сигналы от 4 спутников(получаем 4 возможных треугольника)выходит еще 3 результата измерений,усредняем и получаем более точные координаты и высоту.

Тема на самом деле интересная. Как правило те, кто считают, что они знают КАК это работает, ссылаются на сигналы точного времени, его задержку и координаты спутников. Алгоритм вычислений нигде не указан. Хотелось бы комментарий от специалистов. Например от Желеногорцев, занимающихся ГЛОНАС.

А разве у спутников орбиты не геостационарные?
Где-то видел описание принципа работы GPS, там использовалось пересечение сфер

Это лишнее, так как, координаты точки 1 на сфере земли и центра окружности будут одинаковы.Нет нельзя. Попробуйте сами начертить на бумаге подобную задачку с сильным удаление точки нашего местоположения от центра окружности для наглядности, и решить её.
Короче, снова все упирается в синхронизацию времени, избежать которой поможет только выше предложенный вариант.
Это скорее всего для вычисления координат спутника а не нашего местоположения или типа того.

Их орбиты не геостационарны. Плоскость орбиты расположена под шестьдесят градусов относительно плоскости вращения земли. То есть побывав к примеру над южной америкой, спутник пересекает экватор и летит к нам. Образуется сетка, покрывающая почти всю землю.

Re
 

Во первых здрасте Всем!
Есть хорошая книжка в которой более-менее расписаны принципы работы спутниковой навигации,если кому интересно могу послать на мыло.Вот выдержка из неё:
Б. К. Леонтьев
GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить
«GPS: Все, что Вы хотели знать, но боялись спросить»: Бук-Пресс; Москва; 2006
Аннотация
Определение своего положения с помощью GPS навигатора, отдельного прибора, или
устройства, встроенного в карманный компьютер или сотовый телефон, уже стало
совершенно обычной вещью.
Постепенно столь же привычным становится определение положения объекта с
помощью систем телематики на основе GPS/GSM/GPRS, когда на мониторе компьютера
или экранчике сотового телефона можно увидеть участок карты с отметкой, где
находится другой человек или его автомобиль.
«GPS» это первые буквы английских слов «Global Positioning System» глобальная
система местоопределения. GPS состоит из 24 искуственных спутников Земли, сети
наземных станций слежения за ними и неограниченного количества пользовательских
приемников-вычислителей. «GPS» предзначенна для определения текущих координат
пользователя на поверхности Земли или в околоземном пространстве.
По радиосигналам спутников GPS-приемники пользователей устойчиво и точно
определют текущие координаты местоположения. Погрешности не превышают десятков
метров. Этого вполне достаточно для решения задач НАВИГАЦИИ подвижных объектов
(самолеты, корабли, космические аппараты, автомобили и т.д.).
Как и многие многоцелевые вещи в нашем быту, приемник системы глобального
позиционирования (GPS) по мере знакомства с ним обнаруживает массу полезных свойств,
даже сверх тех, для которых он был приобретен первоначально. Оказывается существует
много любопытных вопросов, на который он с легкостью отвечает, например, какую
скорость вы развиваете при ходьбе, какое расстояние вы преодолеваете при занятии бегом
и с какой максимальной и средней скоростью, какую скорость вы развили, спускаясь с горы
на лыжах, насколько точен спидометр вашего автомобиля и т. д. Однако основное его
назначение определение координат.
;)

А дальше? :)

Книжка такая действительно есть, причем с ней связана странная история.
Я выписал пару экземпляров через Интернет.
Однако в предлагаемом электронном варианте стоят и другой автор, и издательство.
Еще при чтении я обратил внимание, что описание ведется от лица мужчины (я сказал, я сделал, я включил), а в выходных данных указана женщина.
Потом попалась в руки эл.версия. Сравнил - книги один в один.
Похоже, бумажный носитель - пиратский, выпущенный раньше оригинала, и под другим авторством.
Впервые вижу пиратское издание. Больше привык к софту и фильмам :)
P.S. Есть оба варианта в наличии.
Эл.скину на мыло, бумажный носитель - 250 руб. (это родная цена, я заказывал две, но от второй книги отказались).

Здрасти.
Я Железногорец. Непосредственно ГЛОНАСС не занимаюсь, но работаю в ИСС.
думаю вот этот документ вам поможет

"ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ (редакция 5.0)"
[Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Нажмите Здесь для Регистрации]

но не думайте что там всё просто описано.

Если кратко и просто - для определения координат и ухода часов потребителя используется 4 спутника. 3 спутника необходимо для определения координат (обычная триангуляция), и еще один - для ухода часов. Решается система из 4х уравнений, в качестве входных данных для которой используются координаты навигационных спутников и измеренные дальности между навигационными спутниками и потребителем, а в качестве неизвестных координаты и уход часов потребителя. Измеренная дальность - задержка в распространении сигнала между навигационным спутником и потребителем плюс уход часов потребителя, умноженные на скорость света. Вот примерно как то так....

З.Ы. это в ГЛОНАССе 24 спутника, в GPS спутников может быть до 32 и более.

Вот довольно хорошая статья [Только зарегистрированные пользователи могут видеть ссылки. Нажмите Здесь для Регистрации]