Найти тему
«Мир Технологий»

Рассказываю, почему точность современных часов недостаточна для навигатора

Современные хронографы уже измеряют время с точностью до одной триллионной доли секунды, но, поверьте, этого всё равно, оказывается, недостаточно.

Измеряем время | Источник Яндекс.Картинки
Измеряем время | Источник Яндекс.Картинки

Время само по себе – это понятие относительное, а первые приборы для его измерения появились ещё задолго до нашей эры. Тогда человеку для повседневной жизни вполне хватало простейших солнечных часов, ну а если нужны были более точные вычисления, то можно было воспользоваться песочными или водяными часами.

Разновидности простейших часов | Источник Яндекс.Картинки
Разновидности простейших часов | Источник Яндекс.Картинки

Более точные часы, наподобие современных, впервые понадобились средневековым мореплавателям, чтобы можно было переплывать океаны. Тогда определить широту можно было по высоте Полярной звезды над горизонтом. А долготу так просто было не установить, тут нужны уже более точные приборы.

В первой половине восемнадцатого века английский изобретатель Джон Гаррисон придумал механические часы, которые могли измерять время с точностью до минут, а за сутки набегало всего лишь несколько лишних секунд.

Анкерный механизм спуска, изобретённый Гаррисоном | Источник Яндекс.Картинки
Анкерный механизм спуска, изобретённый Гаррисоном | Источник Яндекс.Картинки

В 1880 году Братья Кюри открыли пьезоэлектрический эффект в кристаллах кварца, и это открытие позволило в дальнейшем создать в 1920-е годы резонатор для кварцевых часов.

Сверхточные часы находятся на каждом спутнике навигационных систем GPS и ГЛОНАСС. Они подают сигнал точного времени, который и ловит смартфон с помощью навигационного приёмника.

Программа-навигатор в смартфоне | Источник Яндекс.Картинки
Программа-навигатор в смартфоне | Источник Яндекс.Картинки

Специальные программы вычисляют расстояние от телефона до спутника, зная их расположение и скорость распространения сигнала.

Когда навигационный приёмник получает сигнал от трёх или четырёх спутников, его позиция определяется пересечением этих сигналов в одной или нескольких точках. Тогда смартфон устанавливает свои координаты на земле, вычислив расстояние до спутников.

Нынешняя точность геопозиции по спутникам составляет круг с радиусом около десяти метров. Может для обычного человека этого и достаточно, то для автомобилей с автопилотом - явно нет. Повышенная точность также нужна для современных самолётов с автопилотом, ведь они уже умеют автоматически взлетать и садиться, а там нужна точность до 10 сантиметров.

Чтобы повысить точность определения местоположения, необходимо повышать точность определения времени на спутнике. Ведь даже ошибка всего лишь в сотую долю секунды даёт погрешность в позиционировании около 3 тысяч километров.

На данный момент уже существуют разработки таких часов, которые, при установке их на комические спутники позволят увеличить точность определения местоположения до миллиметров!

Сейчас ведутся работы по уменьшению размеров и массы прибора, а запуск намечен на конец 20-х годов.

Кому понравилось статья, ставьте 👍лайк и подписывайтесь.

Заходите почаще на канал, наверняка вы найдёте для себя много нового и интересного.

Все замечания и дополнения с удовольствием обсудим в комментариях.

До встречи на нашем канале «Мир Технологий».