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主题:通信定位马行飞机的几个技术可能 -- 十年听涛
如果仅用卫星通信数据,如何猜测马航飞机的位置。
前提条件
卫星定时与飞机之间发送握手信号。信号的时间和频率被记录。
如何分析
1. 通过通信时间差,可定位飞机与卫星的距离,得到一个球面。
2. 这个球面与地球的交集得到一个圆
3. 根据飞机油量,确认飞机不可能飞到的距离,得到一条长弧线
4. 根据雷达信号,去掉弧线中心的一段,得到两条稍短的弧线。
以上是已经公布的分析方法。剩下的两条弧线,到底是哪一条?
在以上过程中,飞机与卫星有相对运动,相对运动导致出现多普勒频移。频移量和飞机与卫星的相对速度有关。这个速度是
飞机本身相对于地面的速度 + 地球自转的线速度 + 卫星相对地心的速度。
往北飞,地球自转的线速度减小。往南飞,过赤道前线速度增加,过赤道后线速度减少。通过几个时间点上频偏的大小。可以确定飞机在往南还是往北飞。
国际海事组织对外事务副总裁麦克拉福林(Chris McLaughlin)说,通过研究多普勒效应(Doppler effect),可以得出飞机可能向南和向北飞行了。
通过进一步调查,国际海事组织昨天最终确定飞机最终向南飞行了,并将信息给了英国航空事故调查局。但是事故的原因仍是个谜。
如果没有,使用的是一来一回的握手信号,通过时间差能算出距离卫星距离,但要求卫星上时钟精度要达到0.0001秒,距离误差为30公里,实际上能得到的是一系列有一定宽度的弧线。
有了每小时一次的弧线,用每小时飞行距离为刻度做把尺,在相同比例尺的图上比对,如果不改变航向速度,就可以得到轨迹。与潜艇声纳目标运动分析(TMA)的方法类似。
如果光是用一架飞机的信号,那是需要高精度的。否则无法通过多普勒效应得出结果来。
但是如果当天同时又多架飞机的信号,那么时间精度不一定需要达到理论上的要求。
原因很简单:通过多个信号的处理先后排序,可以得到一个相对的信号延迟。
比如一幅图像的分辨率是一个像素几个微米,但是两幅图像中物体的移动距离,可能被检测为几个纳米级别,远高于图像本身的分辨率。
1. 通信参数记录。PSK或者FSK一对多通信时,需要时间上对齐,频率上同步。在通信过程中,时间偏移和频率偏移这些信息都会被计算出来作为参数对信号进行调整。但是这种数据是否会被卫星记录下来,并且存储,然后转发到地面。
2. 在同一时刻,理论上有大量的终端在同卫星进行PING操作,这些操作中那个是飞机的PING。这种无效的PING为什么会被记录?
3. 卫星链路的控制带宽能否容纳这些参数的传输?
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