Triangulation - hvad er det? Triangulering af en mobiltelefon i et mobilnetværk. Metode for triangulering

Hvad er en triangulering? Det skal bemærkes, at dette ord har flere betydninger. Så det bruges i geometri, geodesi og informationsteknologi. Inden for rammerne af artiklen vil der blive lagt vægt på alle emner, men det mest populære vil være den mest populære retning - brug i teknisk udstyr.

I geometri

Så begynder vi at demontere hvad der ertriangulering. Hvad er det i geometri? Lad os sige, at vi har en uudviklet overflade. Men det er nødvendigt at have en ide om sin struktur. Og for dette skal du installere det. Lyder umuligt? Og her ikke! Og trianguleringsmetoden hjælper os med dette. Det skal bemærkes, at dets brug gør det muligt at bygge kun et omtrentligt feje. Metoden for triangulering involverer brugen af ​​tilstødende en til den anden trekant, hvor du kan måle alle tre hjørner. Samtidig skal koordinater på mindst to punkter være kendt. Resten skal bestemmes. I dette tilfælde oprettes enten et solidt netværk eller en kæde af trekanter.

For at få mere nøjagtige data, brugelektroniske computere. Separat skal vi nævne øjeblikket som Delaunays triangulation. Dens essens er, at med det eksisterende sæt punkter, med undtagelse af hjørner ligger de alle uden for cirklen, som er beskrevet rundt om trekanten. Dette blev først beskrevet af den sovjetiske matematiker Boris Delone i 1934. Hans udvikling er brugt i den rejsendes salgsmands euklidiske problem, bilinær interpolation og den endelige elementmetode. Det er det, Delaunays triangulation er.

I geodesi

I dette tilfælde er det påtænkt atTrianguleringspunkt, som efterfølgende indgår i netværket. Og sidstnævnte er bygget på en sådan måde, at det ligner en gruppe trekanter på terrænet. De opnåede tal måler alle vinklerne såvel som nogle grundlæggende sider. Den måde, trianguleringen af ​​overfladen udføres på, afhænger af objektets geometri, udførelsens kvalifikation, den tilgængelige instrumentklynge og de tekniske og økonomiske forhold. Alt dette og løser niveauet af kompleksitet af arbejde, der kan implementeres, samt kvaliteten af ​​deres adfærd.

I informationsnetværk

Og efterhånden kommer vi til det mest interessantefortolkning af ordet "triangulation". Hvad er det i informationsnetværk? Det skal bemærkes, at der er et stort antal forskellige muligheder for fortolkning og brug. Men inden for rammerne af artiklen vil kun GPS (global positioneringssystem) og mobilnet være opmærksom på grund af begrænsningen af ​​dets størrelse. På trods af en vis lighed er de helt forskellige. Og nu vil vi finde ud af, hvad der er præcist.

Global Positioning System

Det har været mere end et årti siden GPSblev lanceret og fungerede succesfuldt. Det globale positionsbestemmelsessystem består af en central kontrolstation placeret i Colorado og observationsposter rundt om i verden. I løbet af arbejdet var flere generationer af satellitter allerede ændret.

Nu er GPS en verdenRadionavigationssystemet, der er baseret på en række satellitter og jordstationer. Dens fordel er evnen til at beregne objektets koordinat til inden for få meter. Hvordan kan triangulation være repræsenteret? Hvad er det, og hvordan virker det? Forestil dig, at hver meter på planeten har sin egen unikke adresse. Og hvis der er en brugermodtager, kan du anmode om koordinaterne for din placering.

Hvordan virker dette i praksis?

Konventionelt er der fire vigtigstestadie. I første omgang udføres trianguleringen af ​​satellitter. Så måles afstanden fra dem. En absolut måling af tid og bestemmelsen af ​​satellitter i rummet udføres. Endelig udføres differentialkorrektion. Dette er kort. Men det er ikke helt klart, hvordan triangulering virker i denne sag. At dette ikke er godt, det er forståeligt. Lad os få detalje.

Så måler vi i første omgang afstanden tilsatellit. Fundet, at det er 17 tusind kilometer. Og søgningen efter vores placering er betydeligt indsnævret. Det er kendt, at vi er på en bestemt afstand, og vi skal se på den del af jordens sfære, hvilket er 17 kilometer fra tusindvis pisket satellit. Men det er ikke alt. Vi måler afstanden til den anden satellit. Og det ser ud til at vi er blevet fjernet fra det med 18 tusind kilometer. Så skal vi søges på et sted, hvor kuglerne på disse satellitter skærer på en bestemt afstand.

Appel til den tredje satellit vil tilladereducere søgeområdet yderligere. Og så videre. Placeringen bestemmes af mindst tre satellitter. De nøjagtige parametre bestemmes i overensstemmelse med de indstillede data. Lad os antage, at radiosignalet bevæger sig ved en hastighed tæt på lyset (det vil sige lidt mindre end 300 tusind kilometer pr. Sekund). Tiden for hvilken den passerer fra satellitten til modtageren bestemmes. Hvis objektet er i en højde på 17 tusinde kilometer, vil det være ca. 0,06 sekunder. Derefter indstilles positionen i rumtids-koordinatsystemet. Således har hver satellit en klart defineret omkredsløb. Og ved at kende alle disse data, teknikken og beregner placeringen af ​​personen.

Specifikationen af ​​det globale positionssystem

Ifølge dokumentationen varierer dens nøjagtighed fraspænder fra 30 til 100 meter. I praksis gør det muligt at opnå detaljerede data op til centimeter ved brug af differentieret korrektion. Derfor er omfanget af det globale positionssystem simpelthen enormt. Det bruges til at spore transporten af ​​dyre varer, hjælper med at nøjagtigt lande fly, styre fartøjet i tåget vejr. Nå, den mest berømte er applikationen i bilnavigationssystemer.

Algoritmer af triangulation på grund af deresuniversalitet og dækning af hele planeten giver dig mulighed for at rejse frit selv i ukendte steder. I dette tilfælde baner systemet selv vejen, angiver, hvor det er nødvendigt at rulle for at nå det etablerede endelige mål. På grund af den gradvise reduktion i prisen på GPS er der endda bilalarmer baseret på denne teknologi, og nu hvis en bil bliver stjålet, vil det ikke være svært at finde og returnere det.

Og hvad med den mobile forbindelse?

Her er desværre ikke alt så glat. Hvis GPS kan bestemme koordinaterne inden for en meter, kan triangulering i den cellulære kommunikation af denne kvalitet ikke give. Hvorfor? Pointen er, at basestationen i dette tilfælde er referencepunktet. Det menes, at hvis der er to BS'er, kan du få en af ​​telefonens koordinater. Og hvis der er tre, så er det nøjagtige sted ikke et problem. Dette er delvis sandt. Men trianguleringen af ​​en mobiltelefon har sine egne egenskaber. Men her kommer spørgsmålet om nøjagtighed. Før det betragtede vi et system med global positionering, som kan nå fænomenal nøjagtighed. Men på trods af at mobilkommunikation har meget mere udstyr, er det ikke nødvendigt at tale om nogen kvalitativ korrespondance. Men om alt i orden.

Leder du efter svar

Men først lad os formulere spørgsmål. Kan afstanden fra basestationen til telefonen bestemmes ved hjælp af standardværktøjer. Ja. Men vil det være den korteste afstand? Hvem beskæftiger sig med målinger - telefon eller base station? Hvad er nøjagtigheden af ​​dataene? Under samtalen måler basestationen den tid det tager for signalet at nå telefonen. Men kun således kan det afspejles, fra bygninger. Det skal forstås, at afstanden er taget i en lige linje. Og husk - kun under opretholdelse af opkaldet.

En anden væsentlig ulempe er, at det er snarerevæsentligt fejlniveau. Så det kan nå en værdi på fem hundrede meter. Trianguleringen af ​​mobiltelefonen er yderligere kompliceret af, at basestationerne ikke ved, hvilke enheder der er på deres område. Enheden fanger deres signaler, men informerer ikke sig selv. Derudover er telefonen i stand til at måle signalet fra basestationen (hvilket i øvrigt det konstant gør), men mængden af ​​dæmpning er ukendt for ham. Og her er der en ide!

Basestationer kender deres koordinater og strømsendere. Telefonen kan bestemme, hvor godt den hører dem. I dette tilfælde er det nødvendigt at registrere alle stationer, der arbejder, udveksle data (dette kræver et særligt program, der sender kontrolpakkerne), samler koordinaterne og om nødvendigt overfører dem til andre systemer. Det synes alt, det er en hat. Men desværre er det nødvendigt at gennemføre en række ændringer, herunder simkort, adgang, som slet ikke garanteres. Og for at få en teoretisk mulighed for at blive en praktisk, er det nødvendigt at arbejde betydeligt.

konklusion

På trods af at der er næstenalle mennesker, for at hævde, at en person let kan spores, bør stadig ikke være. Det er trods alt ikke så nemt, som det kan forekomme ved første øjekast. Mere eller mindre selvsikker kan du kun tale om held, når du bruger et globalt positionssystem, men det kræver en speciel sender. Efter at have læst denne artikel, håber vi generelt, at læseren ikke længere har spørgsmål om triangulations relative karakter.