Kirill Pankratov (neznaika_nalune) wrote,
Kirill Pankratov
neznaika_nalune

Category:

Тонкие эффекты

Загадочная история с пропавшим самолётом MH370, помимо полной неадекватности властей Малайзии, ещё раз выявила проблему передачи основной телеметрической информации от самолёта в реальном времени, а не записи её на "чёрный ящик", пропавший вместе с самим самолётом - проблему которую мы уже обсуждали по следам катастрофы самолёта AirFrance в Атлантике.

Вместо адекватной информации о положении и состоянии самолёта, всё что мы имеем - несколько скудных "пингов" через старый спутник Инмарсат, с электронной начинкой из ранних 1990-х.


http://www.extremetech.com/extreme/179112-how-satellites-tracked-down-flight-mh370-and-why-we-still-cant-find-the-plane

Система Инмарсат, отличии от GPS, не предназначена для автоматической геолокации, если в самом цифровом сигнале, принимаемом спутником, не содержится независимая от Инмарсат информация о положении корабля или самолёта, то определить это положение чрезвычайно трудно. Насколько я знаю, до MH3790 простой "пинг" получаемый спутником Инмарсат никогда не использовался для геолокации обьекта.

Но обстоятельства исчезновения MH370 - полная неопределённость того где он в конце концов оказался - заставили искать пути извлечения всей возможной информации из простого "пинга". И Инмарсатом, совместно с британским оффисом расследования воздушных происшествий, проделана очень нетривиальная работа по локализации сигнала пришедшего от пропавшего самолёта.

Первичная локализация - просто оценка расстояния от самолёта до спутника по времени задержки сигнала. Это даёт местоположение самолёта по примерной окружности - пересечению сферы радиуса R вокруг спутника с земным геоидом. Это расстояние, судя по всему, определено с точностью около 100 километров, что требует точности по времени сигнала в несколько сотен наносекунд - в общем, достижимо даже в условиях устаревшей электроники на спутике Инмарсат. С учётом запаса топлива самолёта и его отсуствия на радарах в районе Молуккского пролива эта окружность разбивается на две дуги - северную и южную (красные линии на картинке). Это всё равно слишком большая неопределённость.

Далее анализ становится намного более сложным - попытка извлечь направление скорости самолёта по допплеровскому эффекту, т.е. крошечному сдвигу несущей частоты сигнала из-за разности скоростей излучателя и приёмника. Допплеровский эффект проявляется наиболее эффективно когда относительные скорости направлены вдоль линии соединяющей приемник и излучатель - т.е. когда они сближаются или удаляются. И наименее эффективно - когда скорости перпендикулярны этой линии. В этом случае сдвиг частоты - это квадратичный эффект, пропорционален sqrt( 1 + v^2/c^2 ), где v - скорость обьекта и c - скорость света. В нашем случае ситуация близка как раз к этому, неблагоприятному варианту перпендикулярных скоростей. Спутник Инмарсат висит очень высоко, на геостационарной орбите, и в районе дуги на которой зафиксирован самолёт, поверхность Земли довольно близка к перпендикулярной к направлению на спутник. Т.е. эффект почти квадратичный, и сдвиг частоты очень мал, потому что скорости как спутника так и самолёта ничтожно малы по сравнению со скоростью света. Но и это ещё не всё. Большую часть относительной скорости двух обьектов составляет скорость самого спутника, самолёт по сравнению с ним - как черепаха по сравнению с автомобилем. Т.е. движение самолёта - это даже не вторичный, а третичный эффект в допплеровском сдвиге.

К тому же, даже если знать сдвиг частоты с абсолютной точностью, это не даёт однозначного определения вектора скорости самолёта, а только набор связанных друг с другом положений самолёта и его скоростей и направлений. В самом лучшем случае можно только отсеять менее вероятные точки этого множества, и приблизительно определить летел ли самолёт по северной или южной дуге. И эту очень сложную задачу специалисты, судя по всему, выполнили - и определили что самолёт летел на юг, а вероятность северной дуги исчезающе мала. Это уже очень большое достижение, но вероятное место падения самолёта всё равно ещё очень не точно - много сотен километров. Надеюсь, что-то всё-таки найдут.
Subscribe

  • "Going postal" - Кучно пошло

    Очередные пострелушки - теперь в Индианаполисе, в офисе Fedex, 8 убитых.…

  • Апрельская зима по расписанию

    16 апреля 2021 - более 10 см снега. Повторяется прошлогодняя история почти день в день, тогда было 18 апреля. И примерно так почти каждый год в…

  • Байденские - 2

    Политика США зарабатывает на дозу сыну президента Байдена - вполне подходящий заголовок, по мотивам по мотивам публикации в британской Daily Mail.…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 39 comments

  • "Going postal" - Кучно пошло

    Очередные пострелушки - теперь в Индианаполисе, в офисе Fedex, 8 убитых.…

  • Апрельская зима по расписанию

    16 апреля 2021 - более 10 см снега. Повторяется прошлогодняя история почти день в день, тогда было 18 апреля. И примерно так почти каждый год в…

  • Байденские - 2

    Политика США зарабатывает на дозу сыну президента Байдена - вполне подходящий заголовок, по мотивам по мотивам публикации в британской Daily Mail.…