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삼자: 거리 측정이 위치를 파악하는 데 도움이 되는 방법

산업 기사 2020년 10월 13일

당신과 몇몇 친구들이 큰 광장 들판에 서 있다고 상상해 보십시오. 각 친구는 다른 소음 (스타터 권총, 심벌즈, 외침 등)을 만드는 방법이 있습니다. 시계를 동기화하고 한 친구가 필드의 각 구석에 서서 갑니다. 정오부터 10초마다 한 번씩 소음을 내는 데 동의합니다.

이제 두 소리가 동시에 도착하는 소리를 만들기 시작하면 다른 두 소리가 곧 이어진다고 가정합니다. 그런 다음 지연된 소리 방향으로 조금 이동합니다. 10초 후에 또 다른 소음이 발생하지만 이번에는 두 번째 쌍의 지연이 더 짧습니다. 계속 움직이면 네 개의 소음이 동시에 도착하는 지점에 도달하게 됩니다. 각 사람이 필드 구석에 서 있다는 것을 알고 있듯이, 당신은 또한 당신이 중심에 정확히 서 있어야한다는 것을 운동 할 수 있습니다.

GPS 네비게이션의관점에서, 위성은 하늘의 모서리에 멋지게 위치하지 않을 수 있습니다, 하지만 에페메리데이터 때문에, 우리는 신호가 전송 될 때 알려진 좌표 시스템에 비해 정확한 위치를 해결할 수 있습니다, 그리고 C / A 코드를 사용하여, 우리는 또한 우리가 알려진 위치에서 얼마나 멀리 알아낼 수 있습니다. 다음에 일어나는 일은 삼각측량이라는 프로세스입니다.

삼각측량은 삼각측량과 약간 비슷합니다. 삼각측량으로 2점부터 'b'의 각도와a'b'의각도라고 말함으로써 특정 지점을 식별합니다. 각 지점에서 지정된 각도로 그려진 선이 교차하며 교차하는 지점은 새 지점의 위치입니다.

삼각측량은 공지된 각도를 따라 알 수 없는 길이의 줄을 투영하여 점을 찾습니다.

두 개 이상의 기준점이 있는 한 새 점의 위치를 식별할 수 있습니다. 따라서 점 x가 1점으로부터 450점, 알려진 점 2에서 -450의 각도에 위치하고 있는 경우, 해당 투영선이 교차하는 지점x의 위치여야 합니다.

3자 분할도 비슷한 방식으로 작동하지만 각도가 아닌 거리를 사용하여 포인트를 찾습니다. 다른 주요 차이점은 3자 분할을 사용하면 검색을 한 위치로 좁히기 위해 2개가 아닌 최소 3개의 참조점이 필요하다는 것입니다.

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하나의 기준점

삼각측량은 알려진 길이이지만 알 수 없는 각도(즉, 원)의 선을 사용하여 점을 찾습니다. 하나의 기준점을 사용하면 Point x가 둘레의 어느 곳에나 있을 수 있습니다.

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참조 점 2개

두 개의 참조점이 있는 경우 Point x가 두 교차점 중 하나에 있어야 하지만 세 번째 참조점이 없으면 어느 쪽을 알 수 없습니다.

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세 가지 기준점

두 개 이상의 기준점이 있는 한 새 점의 위치를 식별할 수 있습니다. 따라서 포인트 x가 포인트 1에서 1미터, 포인트 2에서 1.5미터, 3지점에서 0.75미터떨어져 있다는 것을 알고 있다면, 해당 원이 교차하는 지점은 포인트 x의위치여야 합니다.

GPS는 동일한 기술을 사용하지만 약간 다르게 접근해야 합니다. 우리가 보고 있는 원은 2차원입니다. 실제 생활에서 사물은 훨씬 더 입체적이며, 이는 교차하는 원이 교차하는 구체가 된다는 것을 의미합니다.

두 구가 교차하면 교차점이 두 개 나가지 않으면 교차링이 됩니다(두 개의 거품이 함께 결합된 것으로 상상해 보십시오). 세 번째 거품이 결합되면 세 개의 교차 링이 모두 만나는 두 개의 점이 만들어집니다.

두 구가 교차

두 구가 교차하면 교차점이 원을 만듭니다(빨간색으로 설명).

세 구가 교차

세 구가 교차하면 세 구(각 면마다 하나씩)에 공통되는 점이 두 개뿐입니다.

이 시점에서, GPS는 위치 측정을 생성하기 위해 3개의 위성만이 필요하다는 것을 기억해야 합니다. 이 말은 잘못일 수도 있고 실수일 수도 있습니다. 위 이미지에서 3면 측량을 사용하여 단일 지점에 도달하기 위해서는 네 번째 구가 필요합니다(어떤 점이 맞는지를 나타내기 위해). 그러나 GPS는 지구 중심의 지구 고정 좌표계를 사용하기 때문에 지구 대기권 밖에서 잘 벗어나는 점 중 하나를 즉시 배제할 수 있습니다. 따라서 다른 점은 올바른 점이어야 합니다.

따라서 GPS는 3개의 위성만 사용하여 위치 측정을 생성할 수 있지만 이를 위해서는 내부 클럭이 정확해야 하며 그렇지 않으면 거리를 제대로 계산할 수 없습니다. 그리고 내부 시계를 수정하려면 네 개의 위성이 필요합니다! 시스템이 4개의 위성을 사용하여 내부 클럭을 수정하지 않는 한, 3개의 위성만으로 위치 추정을 할 수 있습니다. 다만, 그것이 항상 가능한 것은 아닙니다.

'GNSS란 무엇인가?'질문에fully 대답하기 위해 ' 이제 C/A 코드만을 기반으로 하는 GPS 위치 측정에 대해 논의할 수 있습니다. 표준 위치 지정 서비스 (SPS).

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