tcp/ipతో పాటు, సమయాన్ని సమకాలీకరించడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. వాటిలో కొన్నింటికి సాధారణ టెలిఫోన్ మాత్రమే అవసరమవుతుంది, మరికొందరికి ఖరీదైన, అరుదైన మరియు సున్నితమైన ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు అవసరమవుతాయి. సమయ సమకాలీకరణ వ్యవస్థల యొక్క విస్తృతమైన అవస్థాపనలో అబ్జర్వేటరీలు, ప్రభుత్వ సంస్థలు, రేడియో స్టేషన్లు, ఉపగ్రహ నక్షత్రరాశులు మరియు మరిన్ని ఉన్నాయి.
ఇంటర్నెట్ లేకుండా టైమ్ సింక్రొనైజేషన్ ఎలా పని చేస్తుందో మరియు మీ స్వంత చేతులతో "శాటిలైట్" NTP సర్వర్‌ను ఎలా తయారు చేయాలో ఈ రోజు నేను మీకు చెప్తాను.
షార్ట్‌వేవ్ రేడియో ప్రసారం
యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో, కొలరాడోలోని ఫోర్ట్ కాలిన్స్‌లోని WWVH నుండి 2.5, 5, 10, 15 మరియు 20 MHz రేడియో తరంగాలపై మరియు కాయైలోని WWVH నుండి 2.5, 5, 10 మరియు 15 MHzలపై NIST ఖచ్చితమైన సమయం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని ప్రసారం చేస్తుంది. హవాయి రాష్ట్రం . సమయ కోడ్ 60 bps వద్ద 1 సెకన్ల వ్యవధిలో ప్రసారం చేయబడుతుంది. 100 Hz సబ్‌క్యారియర్‌లో పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్‌ని ఉపయోగించడం.
కెనడాలోని నేషనల్ రీసెర్చ్ కౌన్సిల్ (NRC) ఒంటారియోలోని ఒట్టావాలోని CHU నుండి 3.33, 7.85 మరియు 14.67 MHzలలో సమయం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ సమాచారాన్ని పంపిణీ చేస్తుంది.
ప్రసార ఫార్మాట్ WWVH
షార్ట్‌వేవ్ స్టేషన్‌ల నుండి సిగ్నల్ ప్రచారం సాధారణంగా అయానోస్పియర్ యొక్క పై పొరల నుండి ప్రతిబింబించడం ద్వారా జరుగుతుంది. సిగ్నల్ ప్రసారాలు చాలా దూరం వరకు అందుకోవచ్చు, అయితే సమయ ఖచ్చితత్వం ఒక మిల్లీసెకన్ల క్రమంలో ఉంటుంది.
ప్రస్తుత NTPv4 ప్రమాణంలో WWV, WWVH మరియు CHU కోసం ఆడియో డ్రైవర్లు ఉన్నాయి.
లాంగ్‌వేవ్ రేడియో ప్రసారం
NIST బౌల్డర్, కొలరాడో నుండి 60 kHz వద్ద లాంగ్‌వేవ్ రేడియో ద్వారా ఖచ్చితమైన సమయం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని కూడా ప్రసారం చేస్తుంది. పొడవైన తరంగాలపై సమయ సంకేతాలను ప్రసారం చేసే ఇతర స్టేషన్లు ఉన్నాయి.
కాల్ సంకేతాలు మరియు స్థానం
ఫ్రీక్వెన్సీ (kHz)
శక్తి (kW)
WWVB ఫోర్ట్ కాలిన్స్, కొలరాడో, USA
60
50
DCF77 Mainflingen, జర్మనీ
77.5
30
MSF రగ్బీ, యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్
60>
50
HBG ప్రాంగిన్స్, స్విట్జర్లాండ్
75
20
JJY ఫుకుషిమా, జపాన్
40
50
JJY సాగా, జపాన్
60
50
తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రామాణిక సమయ స్టేషన్లు
షార్ట్‌వేవ్ స్టేషన్‌ల మాదిరిగానే టైమ్ కోడ్ 60 bps వద్ద 1-సెకన్ల వ్యవధిలో ప్రసారం చేయబడుతుంది. డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్ ఫార్మాట్‌లు కూడా రెండు ప్రమాణాలకు సమానంగా ఉంటాయి. సిగ్నల్ అయానోస్పియర్ యొక్క దిగువ పొరల ద్వారా వ్యాపిస్తుంది, ఇవి సాపేక్షంగా స్థిరంగా ఉంటాయి మరియు ఎత్తులో ఊహించదగిన రోజువారీ వైవిధ్యాలను కలిగి ఉంటాయి. భౌతిక వాతావరణం యొక్క ఈ అంచనాకు ధన్యవాదాలు, ఖచ్చితత్వం 50 μsకి పెరుగుతుంది.
WWVB ప్రసార ఆకృతి
జియోస్టేషనరీ కార్యాచరణ పర్యావరణ ఉపగ్రహం
USలో, NIST కూడా జియోస్టేషనరీ ఆపరేషనల్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ శాటిలైట్స్ (GOES) నుండి సుమారు 468 MHzలో ఖచ్చితమైన సమయం మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ డేటాను ప్రసారం చేస్తుంది. రిమోట్ సెన్సార్‌లను పోల్ చేయడానికి ఉపయోగించే సందేశాలతో టైమ్ కోడ్ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటుంది. ఇది 60 సెకన్ల వ్యవధిలో ప్రసారం చేయబడిన 30 BCD నిబ్బల్స్‌ను కలిగి ఉంటుంది. సమయ కోడ్ సమాచారం భూసంబంధమైన సేవలను పోలి ఉంటుంది.
గ్లోబల్ పొజిషనింగ్ సిస్టమ్స్
US డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ డిఫెన్స్ భూమి, సముద్రం మరియు గాలిలో ఖచ్చితమైన నావిగేషన్ కోసం GPSని ఉపయోగిస్తుంది. ఈ వ్యవస్థ 24° వద్ద వంపుతిరిగిన 12 గంటల కక్ష్యలలో ఉపగ్రహాల సముదాయాన్ని ఉపయోగించి భూగోళం యొక్క 55-గంటల కవరేజీని అందిస్తుంది.
24 ఉపగ్రహాల అసలైన కాన్స్టెలేషన్ 31 ఉపగ్రహాలకు విజాతీయ కాన్ఫిగరేషన్‌లో విస్తరించబడింది, తద్వారా కనీసం 6 ఉపగ్రహాలు ఎల్లప్పుడూ వీక్షణలో ఉంటాయి మరియు 8 లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉపగ్రహాలు ప్రపంచంలోని చాలా వరకు వీక్షణలో ఉన్నాయి.
GPS లాంటి సేవలు ఇతర దేశాలచే నిర్వహించబడుతున్నాయి లేదా ప్లాన్ చేయబడుతున్నాయి. రష్యన్ గ్లోనాస్ ఒక డజను సంవత్సరాలుగా పనిచేస్తోంది, మీరు సెప్టెంబర్ 2, 2010 నుండి లెక్కించినట్లయితే, మొత్తం ఉపగ్రహాల సంఖ్య 26 కి పెరిగింది - భూమిని పూర్తిగా కవర్ చేయడానికి కూటమి పూర్తిగా విస్తరించబడింది.
ప్రపంచవ్యాప్తంగా GPS ఉపగ్రహాలు.
యూరోపియన్ యూనియన్ యొక్క ఉపగ్రహ నావిగేషన్ సిస్టమ్‌ను గెలీలియో అంటారు. 2014-2016లో గెలీలియో పనిచేయడం ప్రారంభిస్తుందని అంచనా వేయబడింది, మొత్తం 30 ప్రణాళికాబద్ధమైన ఉపగ్రహాలను కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, కానీ 2018 నాటికి, గెలీలియో ఉపగ్రహ కూటమి అవసరమైన సంఖ్యలో ఉపగ్రహాలను చేరుకోలేదు.
చైనీస్ "బీడౌ" కూడా ఉంది, అంటే "తిమింగలం". 16 ఉపగ్రహాల కూటమి డిసెంబర్ 27, 2012న ప్రాంతీయ స్థాన వ్యవస్థగా వాణిజ్య కార్యకలాపాల్లోకి ప్రవేశించింది. ఈ వ్యవస్థ 2020 నాటికి పూర్తి సామర్థ్యాన్ని చేరుకునేలా ప్రణాళిక చేయబడింది. ఈరోజే, నేను హబ్రేలో బయటకు వచ్చాను , ఈ వ్యవస్థ యొక్క ఉపగ్రహం యొక్క విజయవంతమైన ప్రయోగం గురించి.
SRNS ఉపయోగించి కోఆర్డినేట్‌లను నిర్ణయించే గణితం
మీ స్మార్ట్‌ఫోన్‌లోని GPS/GLONASS నావిగేటర్ రేడియో నావిగేషన్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్ (SRNS)ని ఉపయోగించి ఇంత ఖచ్చితత్వంతో స్థానాన్ని ఎలా నిర్ణయిస్తుంది? గణనల సూత్రాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు హైస్కూల్లో లేదా భౌతిక శాస్త్రం మరియు గణిత పాఠశాలలో స్టీరియోమెట్రీ మరియు బీజగణితాన్ని గుర్తుంచుకోవాలి.
ప్రతి ఉపగ్రహం రిసీవర్‌కు ఖచ్చితమైన సమయాన్ని చెబుతుంది. ఉపగ్రహం పరమాణు గడియారాన్ని కలిగి ఉంది కాబట్టి దానిని విశ్వసించవచ్చు. కాంతి వేగాన్ని తెలుసుకోవడం, ఉపగ్రహం ఉన్న ఉపరితలంపై గోళం యొక్క వ్యాసార్థాన్ని గుర్తించడం కష్టం కాదు. ఇదే గోళం, భూమితో సంబంధంలో, GPS / Glonass రిసీవర్ ఉన్న వృత్తాన్ని ఏర్పరుస్తుంది.
రెండు ఉపగ్రహాల నుండి సిగ్నల్ వచ్చినప్పుడు, మనకు ఇప్పటికే భూమి మరియు రెండు గోళాల ఖండన ఉంది, ఇది సర్కిల్‌పై రెండు పాయింట్లను మాత్రమే ఇస్తుంది. మూడవ ఉపగ్రహం యొక్క గోళం ఈ రెండు పాయింట్లలో ఒకదానిలో ఆదర్శంగా పడాలి, చివరకు రిసీవర్ యొక్క కోఆర్డినేట్‌లను నిర్ణయిస్తుంది.
సూత్రప్రాయంగా, రెండు ఉపగ్రహాల నుండి కూడా, పరోక్ష సాక్ష్యం ఆధారంగా, రెండు పాయింట్లలో ఏది సత్యానికి దగ్గరగా ఉందో అర్థం చేసుకోవచ్చు మరియు ఆధునిక నావిగేషన్ సాఫ్ట్‌వేర్ అల్గోరిథంలు ఈ పనిని ఎదుర్కోగలవు. అలాంటప్పుడు మనకు నాల్గవ ఉపగ్రహం ఎందుకు అవసరం?
ఉపగ్రహ కూటమిని ఉపయోగించి స్థానాన్ని నిర్ణయించడం.
ఈ ఆదర్శవంతమైన చిత్రంలో లెక్కల యొక్క ఖచ్చితత్వం ఆధారపడి ఉండే అనేక సూక్ష్మ నైపుణ్యాలు ఉన్నాయని చూడటం సులభం. స్వీకర్త సమయం బహుశా లోపం యొక్క అత్యంత స్పష్టమైన మూలం. ప్రతిదీ సరిగ్గా పని చేయడానికి, GPS / Glonass రిసీవర్ సమయాన్ని ఉపగ్రహ సమయంతో సమకాలీకరించాలి. ఇది లేకుండా, లోపం ∓ 100 వేల కి.మీ.
వేగం, సమయం మరియు దూరం S = v*t సూత్రం నుండి మేము SRNS సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడానికి ప్రాథమిక సమీకరణాన్ని పొందుతాము. ఉపగ్రహానికి దూరం కాంతి వేగం మరియు ఉపగ్రహం మరియు రిసీవర్‌పై ఉన్న సమయ వ్యత్యాసానికి సమానం.
ఇది ప్రధానంగా అన్ని సమకాలీకరణల తర్వాత కూడా, రిసీవర్ వద్ద తగినంత ఖచ్చితత్వంతో సమయం tpr మనకు తెలుసు. నిజమైన సమయం మరియు tpr మధ్య ఎల్లప్పుడూ Δt ఉంటుంది, దీని కారణంగా గణన లోపం ఆమోదయోగ్యం కాదు. అందుకే నీకు కావాలి నాల్గవ ఉపగ్రహ.
నాలుగు ఉపగ్రహాల అవసరానికి స్పష్టమైన గణిత సమర్థన కోసం, మేము సమీకరణాల వ్యవస్థను నిర్మిస్తాము.
నాలుగు తెలియని x, y, z మరియు Δtలను గుర్తించడానికి, పరిశీలనల సంఖ్య తప్పనిసరిగా తెలియని వాటి సంఖ్యకు సమానంగా లేదా అంతకంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. ఇది అవసరమైనది కాని సరిపోదు. సాధారణ సమీకరణాల మాతృక ఏకవచనంగా మారినట్లయితే, సమీకరణాల వ్యవస్థకు పరిష్కారం ఉండదు.
భూమికి సంబంధించి ఉపగ్రహ పరమాణు గడియారాలపై సమయ విస్తరణతో సాపేక్షత యొక్క ప్రత్యేక సిద్ధాంతం మరియు సాపేక్ష ప్రభావాల గురించి కూడా మనం మరచిపోకూడదు.
ఉపగ్రహం గంటకు 14 వేల కి.మీ వేగంతో కక్ష్యలో కదులుతున్నట్లు ఊహిస్తే, మనకు దాదాపు 7 μs (మైక్రోసెకన్లు) సమయ విస్తరణ లభిస్తుంది. మరోవైపు, సాధారణ సాపేక్షత సిద్ధాంతం యొక్క సాపేక్ష ప్రభావాలు పనిచేస్తాయి.
పాయింట్ ఇది: కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహాలు భూమి నుండి చాలా దూరంలో ఉన్నాయి, ఇక్కడ భూమి యొక్క ద్రవ్యరాశి కారణంగా స్పేస్-టైమ్ కంటిన్యూమ్ యొక్క వక్రత భూమి ఉపరితలం కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణ సాపేక్షత ప్రకారం, భారీ వస్తువుకు దగ్గరగా ఉన్న గడియారాలు దాని నుండి మరింత దూరంగా ఉన్న వాటి కంటే నెమ్మదిగా కనిపిస్తాయి.
- G అనేది గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం;
- M అనేది వస్తువు యొక్క ద్రవ్యరాశి, ఈ సందర్భంలో భూమి;
- r అనేది భూమి యొక్క కేంద్రం నుండి ఉపగ్రహానికి దూరం;
- c అనేది కాంతి వేగం.
ఈ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి గణన ఉపగ్రహంపై 45 μs సమయ విస్తరణను అందిస్తుంది. మొత్తం -7μs +45μs = 38μs బ్యాలెన్స్ - STR మరియు GTR ప్రభావాలు.
SRNS పొజిషనింగ్ అప్లికేషన్‌లలో, అయానోస్పిరిక్ మరియు ట్రోపోస్పిరిక్ జాప్యాలను కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. అదనంగా, 46 ns దిద్దుబాట్లు GPS ఉపగ్రహాల కక్ష్య యొక్క 0.02 విపరీతత కారణంగా ఉన్నాయి.
నాలుగు కంటే ఎక్కువ GPS / GLONASS ఉపగ్రహాల నుండి ఏకకాలంలో సిగ్నల్‌లను స్వీకరించగల సామర్థ్యం రిసీవర్ కోఆర్డినేట్‌లను నిర్ణయించే ఖచ్చితత్వాన్ని మరింత పెంచడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. నావిగేటర్ నాలుగు తెలియని వాటితో నాలుగు సమీకరణాల వ్యవస్థను పరిష్కరిస్తుంది అనే వాస్తవం కారణంగా ఇది సాధించబడుతుంది ఎన్ని సార్లు మరియు సగటు విలువను తీసుకుంటుంది, గణిత గణాంకాల చట్టాల ప్రకారం తుది అంచనా యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని పెంచుతుంది.
ఉపగ్రహ కనెక్షన్ ద్వారా NTP సర్వర్ స్ట్రాటమ్ 1ని ఎలా కాన్ఫిగర్ చేయాలి
అధిక-నాణ్యత సమయ సర్వర్‌ను సెటప్ చేయడానికి, మీకు 1PPS (సెకనుకు ఒక పల్స్) అవుట్‌పుట్‌తో GPSD, NTP మరియు GPS రిసీవర్ మాత్రమే అవసరం.
1. gpsd మరియు ntpd, లేదా gpsd మరియు chronydలను ఇన్‌స్టాల్ చేయండి. GPSD వెర్షన్ తప్పనిసరిగా ≥ 3.20 ఉండాలి
(1:1109)$ sudo emerge -av gpsd chrony
Local copy of remote index is up-to-date and will be used.
Calculating dependencies... done!
[binary N ] net-misc/pps-tools-0.0.20120407::gentoo 31 KiB
[binary N ] net-misc/chrony-3.5-r2::gentoo USE="adns caps cmdmon ipv6 ntp phc readline refclock rtc seccomp (-html) -libedit -pps (-selinux)" 246 KiB
[binary N ] sci-geosciences/gpsd-3.17-r3:0/23::gentoo USE="X bluetooth cxx dbus ipv6 ncurses python shm sockets udev usb -debug -latency-timing -ntp -qt5 -static -test" GPSD_PROTOCOLS="aivdm ashtech earthmate evermore fv18 garmin garmintxt gpsclock isync itrax mtk3301 navcom ntrip oceanserver oncore rtcm104v2 rtcm104v3 sirf skytraq superstar2 tnt tripmate tsip ublox -fury -geostar -nmea0183 -nmea2000 -passthrough" PYTHON_TARGETS="python2_7" 999 KiB
Total: 3 packages (3 new, 3 binaries), Size of downloads: 1275 KiB
Would you like to merge these packages? [Yes/No]2. RS232 సీరియల్ లేదా USB పోర్ట్‌కి PPS మద్దతుతో GPS రిసీవర్‌ని కనెక్ట్ చేయండి.
సాధారణ చౌకైన GPS రిసీవర్ పనిచేయదు; సరైనదాన్ని కనుగొనడానికి మీరు కొంచెం శోధించవలసి ఉంటుంది.
3. పరికరం నిజంగా PPSని జారీ చేస్తుందో లేదో నిర్ధారించుకోండి; దీన్ని చేయడానికి, gpsmon యుటిలిటీతో పోర్ట్‌ను తనిఖీ చేయండి.
4. /etc/conf.d/gpsd ఫైల్‌ను తెరిచి, కింది పంక్తిని సవరించండి.
భర్తీ
GPSD_OPTIONS=""తద్వారా అవుతుంది
GPSD_OPTIONS="-n"ఈ మార్పు అవసరం కాబట్టి gpsd వెంటనే స్టార్టప్‌లో SRNS మూలాల కోసం వెతకడం ప్రారంభిస్తుంది.
5. gpsdని ప్రారంభించండి లేదా పునఃప్రారంభించండి.
(1:110)$ sudo /etc/init.d/gpsd start
(1:111)$ sudo /etc/init.d/gpsd restart
systemdతో పంపిణీల కోసం, తగిన systemctl ఆదేశాన్ని ఉపయోగించండి.
6. cgps కమాండ్ యొక్క కన్సోల్ అవుట్‌పుట్‌ను తనిఖీ చేయండి.
ఉపగ్రహాల నుండి డేటా సరిగ్గా అందిందని మీరు నిర్ధారించుకోవాలి. కన్సోల్‌లో దృష్టాంతాన్ని పోలి ఉండాలి.
cgps కన్సోల్ కమాండ్ అవుట్‌పుట్.
7. ఇది /etc/ntp.conf ఫైల్‌ని సవరించడానికి సమయం.
# GPS Serial data reference (NTP0)
server 127.127.28.0
fudge 127.127.28.0 time1 0.9999 refid GPS
# GPS PPS reference (NTP1)
server 127.127.28.1 prefer
fudge 127.127.28.1 refid PPS
అగ్ర NTP0 ఎంట్రీ దాదాపు అన్ని GPS పరికరాలలో అందుబాటులో ఉన్న సార్వత్రిక సమయ మూలాన్ని సూచిస్తుంది. దిగువ NTP1 ఎంట్రీ మరింత ఖచ్చితమైన PPS మూలాన్ని నిర్వచిస్తుంది.
8. ntpdని పునఃప్రారంభించండి.
(1:112)$ sudo /etc/init.d/ntpd restart
systemdతో పంపిణీల కోసం, systemctl ఆదేశాన్ని ఉపయోగించండి.
$ sudo systemctl ntpని పునఃప్రారంభించండి
ఉపయోగించిన పదార్థాలు
- డేవిడ్ ఎల్ మిల్స్ భూమి మరియు అంతరిక్షంలో నెట్‌వర్క్ టైమ్ ప్రోటోకాల్,రెండవ ఎడిషన్.
మూలం: www.habr.com