Dimensionale Physik

Hallo Leute,

nach etwas Pause geht es hier weiter. Das neue Video ist etwas länger geworden. Es geht um die SRT und das Relativitätsprinzip. Das war vor der Neuauflage des Forums der letzte Diskussionspunkt zur Dimensionalen Physik.
Hier habe ich auf Grund der Beiträge von Steinzeit-Astronom und Rainer die Sache neu aufgerollt. Dabei haben sich tatsächlich einige Dinge in der Sichtweise verändert.
Bin auf alle Arten von Rückmeldungen gespannt.

Dimensionale Physik 10 SRT  (Wird mir nicht als Video angezeigt. Was mache ich falsch?)
Cossy

Cossy schrieb:

Dimensionale Physik 10 SRT

Im Video (1:25 Std) machst Du jedenfalls den Shapirofaktor bzw gtt und grr falsch, das "r" steht auf der falschen Seite des Bruchstrichs im Zähler statt im Nenner.

Die erste Hälfte des Videos ist jedenfalls sehr schön.

Ansonsten gäbe es da noch einiges.
Dass das GPS so geändert wird, wie die Zeit im Auto gemessen wird, ist Dir hoffentlich klar, weil es dort ja dann berechnet wird.
Würde es im Satelliten berechnet, dann müsste die Korrektur natürlich auch gemäß diesem Bezugssystem erfolgen.
Das hat gar nichts mit dem Schmäh zu tun, wer von wo gestartet ist, sondern nur, wer etwas berechnet. Und bei jeder Informationsübertragung ins andere System muss natürlich dann auch die Koordinatentransformation erfolgen, wie es eben mittels der verstellten Uhren für die Zeit erfolgt.

Zum Verlinken des Videos, das geht direkt, also ohne URL-Tag.

Sorry, ich habe die falsche Raumzeitmetrik aus dem Mathematica kopiert. Das ist wirklich ein Fehler. Da habe ich etwas ausprobiert und nicht wieder zurückgestellt.

Die Satelliten haben nur eine Uhr und machen einen Zeitabgleich und eine Positionsbestimmung mit genau dieser Uhr.

 

Cossy schrieb:

Die Satelliten haben nur eine Uhr und machen einen Zeitabgleich und eine Positionsbestimmung mit genau dieser Uhr.

Nein, die Berechnungen erfolgen im GPS Empfänger. Die Sender senden nur das Zeitsignal. Sie wissen überhaupt nicht, ob es Autos gibt. Ich meine, das hast Du selbst so im Viodeo angedeutet.

www.oxts.com/de/gps-receiver/
Da der Empfänger die genaue Position jedes Satelliten kennt, wenn das Signal gesendet wurde, kann er seine eigene relative Position in ein erdgebundenes Koordinatensystem übersetzen.

Letztlich ist das alles egal. Die Berechnung könnte genauso gut im Satelliten in Planckeiheiten gemäß dem Sonnenstand auf der Venus erfolgen. Der Satellit muss seine Daten nur ins System des Empfängers im Auto transformieren, oder dieser muss diese Transformation vornehmen, auch dies ist vollkommen egal, jedenfalls müssen die Daten transformiert werden. Der einfachste Weg ist eben, das Zeitsignal sogleich an alle irdischen Empfänger anzupassen.

wiki:
Die von einem GPS-Empfänger empfangene Zeit ist zunächst die GPS-Zeit, eine Atomzeitskala ohne Schaltsekunde. Die GPS-Zeit ist daher der Koordinierten Weltzeit (UTC) seit 1980 um 18 Sekunden voraus (Stand November 2022).

Rainer Raisch schrieb:

Nein, die Berechnungen erfolgen im GPS Empfänger. Die Sender senden nur das Zeitsignal. Sie wissen überhaupt nicht, ob es Autos gibt. 
[...]
Der einfachste Weg ist eben, das Zeitsignal sogleich an alle irdischen Empfänger anzupassen.

 

Das Zeitsignal an Empfänger anzupassen, von deren Existenz man gar nichts weiß? So ist das wohl nicht gemeint.

Wenn ich das richtig verstehe, müsste es wie folgt funktionieren:

Ein Empfänger bekommt zeitgleich z.B. vier verschiedene Zeitstempel von vier Satelliten. Wenn er deren Position genau kennt, kann er mit den Unterschieden der Zeitstempel seine eigene Position berechnen. Es gibt ja nur eine Position, wo die vier Signale zeitgleich eintreffen können, und das ist eben die vom Empfänger.

Allerdings müssen die Uhren der Satelliten genau synchronisiert sein, d.h. sie müssen irgendwie gleichzeitig den gleichen Zeitstempel senden. Und auch der Empfänger braucht eine eigene sehr gute Uhr um die Position der Satelliten genau zu kennen. Oder jeder Satellit sendet außer mit dem Zeitstempel auch gleich noch seine genaue Position.
   

Steinzeit-Astronom schrieb:

Das Zeitsignal an Empfänger anzupassen, von deren Existenz man gar nichts weiß? So ist das wohl nicht gemeint.

Die Anpassung erfolgt an die Erdoberfläche, ganz egal ob bzw WO sich dort Autos befinden. Wenn der Satellit die Position berechnen sollte, müsste er ja die Position jedes Autos auf der Erdoberfläche kennen. Sodann müsste er an jedes einzelne Auto ein gesondertes individuelles Ergebnis senden, eine vollkommen absurde Idee, zumal die Autos ja gar keinen Sender (Parabolantenne) besitzen, um dem Satelliten wenigstens ihre Existenz mitzuteilen. Aber das machen dann wohl die Telefongesellschaften, die ja wissen in welcher Zelle jedes Handy eingeloggt ist, nur ich benütze/habe gar kein Handy im Auto. Da wäre es aber ohnehin einfacher, wenn das Handy die fragliche Zelle einfach anzeigt, dann weiß man auf ein paar km genau, wo man ist, ganz ohne Satelliten, die das ja auch nicht genauer wüssten.

Rainer Raisch schrieb:

Die Anpassung erfolgt an die Erdoberfläche, ganz egal ob bzw WO sich dort Autos befinden. Wenn der Satellit die Position berechnen sollte, müsste er ja die Position jedes Autos auf der Erdoberfläche kennen.

Sag ich doch. Empfänger = Auto oder Schiff oder was immer. Sowas muss sich schon an der Oberfläche befinden. Es ist egal wo, aber nicht ob, denn ohne Empfänger wird ja nichts berechnet. Das wollte ich nur klarstellen. Deine Formulierung "das Zeitsignal sogleich an alle irdischen Empfänger anpassen" liest sich so, als wäre diese Anpassung die Aufgabe vom Sender.

Was sagst du zum Rest meiner Interpretation der Funktionsweise, Rainer? Könnte etwa hinkommen, oder? Dieses GPS war für mich immer eine Blackbox... nichts genaues weiß man nicht. Habe mal ein Paper dazu gelesen, aber nur Bahnhof verstanden. Es ist schon ziemlich komplex.
 

GPS.Soviel ich weiss, hat jeder Sat eine Atomuhr, und diese Uhren laufen synchron. Ein Zeitsignal (synchron mit den anderen Sats) des Sat 1 erreicht die Erde zu einem bestimmten Zeitpunkt an Orten, die auf einem Kreis  liegen. Das Signal des Sat 2 ebenso, aber auf einem anderen Kreis. Die Kreise überschneiden sich an 2 Orten. Bei Sat 3 ist es ebenso. Da das Handy keine Atomuhr hat, wird dessen Uhr so «angepasst», dass die 3 Kreise einen gemeinsamen Schnittpunkt haben, den Standort des Handys. Mit einem 4. Sat kann das noch bestätig werden. Irgenwie so sollte es funktionieren. Die Sats senden auch regelmässig Infos über Bahndaten, das heisst «Almanach». Die Rechnerei erfolgt also auf dem Handy. 

relham schrieb:

GPS.Soviel ich weiss, hat jeder Sat eine Atomuhr, und diese Uhren laufen synchron. Ein Zeitsignal (synchron mit den anderen Sats) des Sat 1 erreicht die Erde zu einem bestimmten Zeitpunkt an Orten, die auf einem Kreis  liegen. Das Signal des Sat 2 ebenso, aber auf einem anderen Kreis. Die Kreise überschneiden sich an 2 Orten. Bei Sat 3 ist es ebenso. Da das Handy keine Atomuhr hat, wird dessen Uhr so «angepasst», dass die 3 Kreise einen gemeinsamen Schnittpunkt haben, den Standort des Handys. Mit einem 4. Sat kann das noch bestätig werden. Irgenwie so sollte es funktionieren. Die Sats senden auch regelmässig Infos über Bahndaten, das heisst «Almanach». Die Rechnerei erfolgt also auf dem Handy. 

Hallo @relham, der erste Satz ist falsch.
Die Uhren in den SATs laufen frei, sie sind nicht synchronisiert.

Das Prinzip ist eigentlich einfach. Der Empfänger/Navi kennt die Verknüpfung zwischen dem Sendepunkt auf der SAT-Bahn und der Systemzeit.
Jedem Bahnpunkt ist ein Zeitpunkt zugeordnet.
Auf Grund der Laufzeit des Signals zu ihm kann er den Abstand zu diesem Sendepunkt erkennen und so, wenn er mindestens drei solcher Punkte und Laufzeiten hat, seine POS auf der Erdoberfläche errechnen.
 Voraussetzung ist allerdings das er die Systenzeit kennt, die muss er kennen sonst kann er ja nicht wissen wie lange das Signal vom Sendepunkt zu ihm unterwegs war.

 Kurt

 

Steinzeit-Astronom schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Nein, die Berechnungen erfolgen im GPS Empfänger. Die Sender senden nur das Zeitsignal. Sie wissen überhaupt nicht, ob es Autos gibt. 
[...]
Der einfachste Weg ist eben, das Zeitsignal sogleich an alle irdischen Empfänger anzupassen.


 

Das Zeitsignal an Empfänger anzupassen, von deren Existenz man gar nichts weiß? So ist das wohl nicht gemeint.

Wenn ich das richtig verstehe, müsste es wie folgt funktionieren:

Ein Empfänger bekommt zeitgleich z.B. vier verschiedene Zeitstempel von vier Satelliten. Wenn er deren Position genau kennt, kann er mit den Unterschieden der Zeitstempel seine eigene Position berechnen. Es gibt ja nur eine Position, wo die vier Signale zeitgleich eintreffen können, und das ist eben die vom Empfänger.

Allerdings müssen die Uhren der Satelliten genau synchronisiert sein, d.h. sie müssen irgendwie gleichzeitig den gleichen Zeitstempel senden. Und auch der Empfänger braucht eine eigene sehr gute Uhr um die Position der Satelliten genau zu kennen. Oder jeder Satellit sendet außer mit dem Zeitstempel auch gleich noch seine genaue Position.
   

Es wird kein Zeitstempel gesendet, die SAT-Uhren sind auch nicht synchronisiert.
Dem Empfänger/Navi.. wird die Systemzeit vom GPS indirekt, eingebettet in den Sendedaten/Bahndaten/Zeitfehler/Bahnfehler usw.  zugestellt.
Erst wenn er diese hat kanns so richtig losgehen.

 Kurt
 

Kurt schrieb:

Die Uhren in den SATs laufen frei, sie sind nicht synchronisiert.

Unsinn, dann könnte das Auto ja nicht die Signal-Laufzeit berechnen.

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Die Uhren in den SATs laufen frei, sie sind nicht synchronisiert.

Unsinn, dann könnte das Auto ja nicht die Signal-Laufzeit berechnen.



 

Es ist halt numal so, sie laufen frei.

Der Empfänger kennt die Systemzeit, er kennt jeden Punkt der Bahn des SAT, er kennt die Verknüpfung zwischen Systemzeit und Bahnpunkt.
Er kennt den Bahnfehler des SAT und er kennt den Zeitfehler der SAT-Uhr.

Damit hat er alles was er braucht um den Sendepunkt exakt zu kennen.
Der Rest ist Laufzeit zu seinem momenten Ortspunkt.

Dabei muss er noch die unterschiedliche Signalgeschwindigkeit vom Sendepunkt zu ihm beachten, je nachdem wie der SAT zu ihm steht.

Kurt




 

Rainer Raisch schrieb:

Cossy schrieb:

Die Satelliten haben nur eine Uhr und machen einen Zeitabgleich und eine Positionsbestimmung mit genau dieser Uhr.

Nein, die Berechnungen erfolgen im GPS Empfänger. Die Sender senden nur das Zeitsignal. Sie wissen überhaupt nicht, ob es Autos gibt. Ich meine, das hast Du selbst so im Viodeo angedeutet.

Natürlich erfolgt die Berechnung im Empfänger. Das war nicht gemeint.
Nur benutzen die Satelliten, ihre Uhren für die eigene Positionsbestimmung. Damit ist der Satellit auch ein Empfänger und macht auch eine Berechnung für seine Position. Der Satellit muss damit das Bezugssystem ständig wechseln. Da darf es keinen Wechsel geben. Die Definition was eine Sekunde ist muss aus beiden Bezugssystemen heraus identisch sein. Damit ist klar, dass es eine eindeutiges Größer und Kleiner gibt.

Rainer Raisch schrieb:

www.oxts.com/de/gps-receiver/
Da der Empfänger die genaue Position jedes Satelliten kennt, wenn das Signal gesendet wurde, kann er seine eigene relative Position in ein erdgebundenes Koordinatensystem übersetzen.

Passt, da sind wir uns einig

Rainer Raisch schrieb:

Letztlich ist das alles egal. Die Berechnung könnte genauso gut im Satelliten in Planckeiheiten gemäß dem Sonnenstand auf der Venus erfolgen. Der Satellit muss seine Daten nur ins System des Empfängers im Auto transformieren, oder dieser muss diese Transformation vornehmen, auch dies ist vollkommen egal, jedenfalls müssen die Daten transformiert werden. Der einfachste Weg ist eben, das Zeitsignal sogleich an alle irdischen Empfänger anzupassen.

Passt nicht. Das Problem ist nicht die Transformation in ein anderes Koordinatensystem oder die Maßeinheit. Das sind nur Berechnungen.
Es darf zwischen dem Senden des Signales und dem Empfangen des Signales keine Differenz in der Zeit Definition geben. Die Definition, was eine Sekunde ist muss physikalisch identisch sein und darf nicht abweichen. Das kann man nicht per Rechnung machen. Sonst müsste mit jedem neuen Satelliten alle Navi-Systeme der Welt ein Update erhalten.

Rainer Raisch schrieb:

wiki:
Die von einem GPS-Empfänger empfangene Zeit ist zunächst die GPS-Zeit, eine Atomzeitskala ohne Schaltsekunde. Die GPS-Zeit ist daher der Koordinierten Weltzeit (UTC) seit 1980 um 18 Sekunden voraus (Stand November 2022).

Passt, die Uhr des Empfängers darf auch n-Sekunden vor- oder nachgehen. Die dürfen nur nicht eine unterschiedliche Definition der Sekunde haben.

Steinzeit-Astronom schrieb:

Allerdings müssen die Uhren der Satelliten genau synchronisiert sein, d.h. sie müssen irgendwie gleichzeitig den gleichen Zeitstempel senden. Und auch der Empfänger braucht eine eigene sehr gute Uhr um die Position der Satelliten genau zu kennen. Oder jeder Satellit sendet außer mit dem Zeitstempel auch gleich noch seine genaue Position.
   

Jepp, so ist das. Damit muss man nur den Satelliten mit viel und genauer Technik ausstatten. Der GPS-Empfänger macht nur Mathematik

Cossy schrieb:

Steinzeit-Astronom schrieb:

Allerdings müssen die Uhren der Satelliten genau synchronisiert sein, d.h. sie müssen irgendwie gleichzeitig den gleichen Zeitstempel senden. Und auch der Empfänger braucht eine eigene sehr gute Uhr um die Position der Satelliten genau zu kennen. Oder jeder Satellit sendet außer mit dem Zeitstempel auch gleich noch seine genaue Position.
   

Jepp, so ist das. Damit muss man nur den Satelliten mit viel und genauer Technik ausstatten. Der GPS-Empfänger macht nur Mathematik

Das ist nicht so.
Und der Empfänger braucht auch keine "gute" Uhr, selbst ein Quarzschwinger, ja sogar eine reine Softwareuhr, reicht da aus.

 Kurt


 

Kurt schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Die Uhren in den SATs laufen frei, sie sind nicht synchronisiert.

Unsinn, dann könnte das Auto ja nicht die Signal-Laufzeit berechnen.
 

Es ist halt numal so, sie laufen frei.

Kurt schrieb:

Er kennt den Bahnfehler des SAT und er kennt den Zeitfehler der SAT-Uhr.
Kurt 

Damit müsste absolut jedes Navi-Gerät der Welt ein Update erhalten, wenn es einen neuen Satelliten gibt. => Unsinn.
Zusätzlich sind die Sekundendefinitionen nicht identisch. Dann müsste jedes Navi eine Liste führen, wann ein Satellit gestartet ist, damit diese Differenz immer weiter berechnet werden kann. => Unsinn

Kurt: Deine Fantasiewelt ist etwas sonderbar. Es ist evtl. besser, wenn Du SiFi-Romane schreibst und nicht in einem Physikforum.

Cossy schrieb:

Kurt schrieb:

Rainer Raisch schrieb:

Kurt schrieb:

Die Uhren in den SATs laufen frei, sie sind nicht synchronisiert.

Unsinn, dann könnte das Auto ja nicht die Signal-Laufzeit berechnen.

 

Es ist halt numal so, sie laufen frei.

 

Kurt schrieb:

Er kennt den Bahnfehler des SAT und er kennt den Zeitfehler der SAT-Uhr.
Kurt 

Damit müsste absolut jedes Navi-Gerät der Welt ein Update erhalten, wenn es einen neuen Satelliten gibt. => Unsinn.
Zusätzlich sind die Sekundendefinitionen nicht identisch. Dann müsste jedes Navi eine Liste führen, wann ein Satellit gestartet ist, damit diese Differenz immer weiter berechnet werden kann. => Unsinn

Kurt: Deine Fantasiewelt ist etwas sonderbar. Es ist evtl. besser, wenn Du SiFi-Romane schreibst und nicht in einem Physikforum.

Die Phantasiewelt und Unsinn sind nicht meine Sache, Phantasiebehauptungen werden hier aufgestellt.

 Kurt


 

Cossy schrieb:

Es darf zwischen dem Senden des Signales und dem Empfangen des Signales keine Differenz in der Zeit Definition geben. Die Definition, was eine Sekunde ist muss physikalisch identisch sein und darf nicht abweichen. Das kann man nicht per Rechnung machen

Es spielt zwar für Deine Physik keine Rolle, aber:
Alle Satelliten sind synchronisiert, sie befinden sich in (ausreichend) gleicher Höhe und bewegen sich somit auch mit (ausreichend) gleicher Geschwindigkeit.
Ob nun die Geschwindigkeit der Atomuhren der Satelliten verstellt ist, die Zeit von den Satelliten oder von den Empfängern umgerechnet wird, ist völlig egal.

Cossy schrieb:

Nur benutzen die Satelliten, ihre Uhren für die eigene Positionsbestimmung. Damit ist der Satellit auch ein Empfänger und macht auch eine Berechnung für seine Position.

Was die Positionsbestimmung damit zu tun haben soll, dass der Satellit ein "Empfänger" wäre, wird Dein Geheimnis bleiben.
Es ist naheliegend, dass diese Position vom Satelliten berechnert wird und im gesendeten Signal enthalten ist. Achja, hier steht es ja:

wiki:
GPS basiert auf Satelliten, die mit codierten Radiosignalen ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen

Rainer Raisch schrieb:

 

wiki:
GPS basiert auf Satelliten, die mit codierten Radiosignalen ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen
 

Da kann stehen was mag, es ist einfach falsch.

 Kurt

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Kurt schrieb:

Die Phantasiewelt und Unsinn sind nicht meine Sache, Phantasiebehauptungen werden hier aufgestellt.

Hör doch bitte endlich mit Deinem sinnfreien Gequatsche auf.

Ich möchte Dich auf die Forenregeln hinweisen:
Ich diskutiere in diesem Forum nur Themen der anerkannten Physik, wie sie in Lehrbüchern Anwendung findet, einschließlich Hypothesen und Forschungsergebnissen von anerkannten Fachleuten und Medien.

Es reicht mit deinen ständigen vollkommen haltlosen Fantasy-Behauptungen. Du störst jeden ernsthafen Leser und Diskutanten.