Триангулация - какво е това? Триангулация на мобилен телефон в клетъчна мрежа. Метод на триангулация

Какво представлява триангулацията? Трябва да се отбележи, че тази дума има няколко значения. Така че, той се използва в геометрията, геодезията и информационните технологии. В рамките на статията ще се обърне внимание на всички теми, но най-популярната ще бъде най-популярната посока - използване в техническо оборудване.

В геометрията

Така че започваме да разбираме какво е триангулацията. Какво е геометрията? Да приемем, че имаме неразвита повърхност. Но е необходимо да има представа за неговата структура. И за това трябва да го разположите. Звучи невъзможно? И тук не! И методът на триангулация ще ни помогне в това. Трябва да се отбележи, че използването му дава възможност да се изгради само приблизителен прочит. Методът на триангулацията включва използването на съседен до втория триъгълник, където можете да измерите и трите ъгъла. В същото време трябва да са известни координатите на най-малко две точки. Останалите трябва да бъдат определени. В този случай се създава солидна мрежа или верига от триъгълници.

За да се получат по-точни данни, се използват електронни компютри. Отделно, трябва да споменем момента като триангулацията на Делаун. Нейната същност е, че със съществуващия набор от точки, с изключение на върховете, те всички лежат извън кръга, който е описан около триъгълника. Това за първи път е описано от съветския математик Борис Делоун през 1934 г. Развитието му се използва в евклидовия проблем на пътуващия продавач, двулинейна интерполация и метод на крайните елементи. Това е триъгълничеството на Делаун.

В геодезията

В този случай се предвижда създаването на триангулационна точка, която впоследствие се включва в мрежата. И последният е построен по такъв начин, че да изглежда като група триъгълници на терена. Получените цифри измерват всички ъгли, както и някои основни страни. Начинът, по който се извършва триангулацията на повърхността, зависи от геометрията на обекта, квалификацията на изпълнителя, наличния инструментален клъстер и техническите и икономически условия. Всичко това и решава нивото на сложност на работата, която може да бъде изпълнена, както и качеството на тяхното поведение.

В информационните мрежи

И постепенно стигаме до най-интересната интерпретация на думата "триангулация". Какво има в информационните мрежи? Трябва да се отбележи, че има голям брой различни варианти за тълкуване и използване. Но в границите на статията, поради ограничението на нейния размер, само GPS (глобална система за позициониране) и мобилна мрежа. Въпреки известното приличие, те са съвсем различни. И сега ще разберем какво точно е.

Глобална система за позициониране

Вече не е минало десетилетие, откакто GPS стартира и работи успешно. Глобалната система за позициониране се състои от централна контролна станция, разположена в Колорадо и наблюдателни пунктове по целия свят. По време на работата си няколко поколения сателити вече са се променили.

Сега GPS е световна радионавигационна система, която се базира на редица сателити и наземни станции. Предимството му е способността да се изчисли координатите на обекта до няколко метра. Как може да се представи триангулацията? Какво е и как работи? Представете си, че всеки метър на планетата има свой собствен уникален адрес. И ако има потребителски приемник, можете да поискате координатите на местоположението ви.

Как действа това на практика?

Обикновено има четири основни етапа. Първоначално се извършва триангулацията на спътниците. След това се измерва разстоянието от тях. Извършва се абсолютно измерване на времето и определяне на сателитите в космоса. И накрая, се извършва диференциална корекция. Това е накратко. Но не е напълно ясно как работи триангулацията в този случай. Това, че не е добро, разбираемо е. Нека подробностите.

Така че първоначално измерваме разстоянието до спътника. Намерени са 17 хиляди километра. И търсенето на нашето местоположение е значително стеснено. Точно е известно, че сме на определено разстояние и трябва да търсим в тази част от наземната сфера, която се намира на 17 000 километра от открития спътник. Но това не е всичко. Измерваме разстоянието до втория спътник. И изглежда, че сме били отстранени от него с 18 хиляди километра. Следователно трябва да се потърсим на място, където сферите на тези спътници се пресичат на определено разстояние.

Позоваването на третия сателит допълнително ще намали областта за търсене. И така нататък. Местоположението се определя от най-малко три сателита. Точните параметри се определят според зададените данни. Да предположим, че радиосигът се движи със скорост близка до светлината (т.е. малко по-малко от 300 хиляди километра в секунда). Изчислява се времето, през което преминава от сателита към приемника. Ако обектът е на надморска височина от 17 000 километра, ще бъде около 0,06 секунди. След това се задава позицията в координатната система пространство-време. По този начин всеки сателит има ясно определена орбита на въртене. И знаейки всички тези данни, техниката и изчислява местоположението на човека.

Специфика на глобалната система за позициониране

Според документацията точността му варира от 30 до 100 метра. На практика използването на диференциална корекция ви позволява да получавате подробни данни до сантиметри. Следователно обхватът на глобалната система за позициониране е просто огромен. Използва се за проследяване на транспортирането на скъпи стоки, помага за точно приземяване на въздухоплавателните средства, насочва кораба в мъгливо време. Е, най-известната е употребата в автомобилостроенето навигационни системи.

Алгоритмите на триангулацията, дължащи се на нейната универсалност и покритие на цялата планета ви позволяват да пътувате свободно дори в непознати места. В този случай самата система проправя пътя, показва къде е необходимо да се търкаля, за да достигне определената крайна цел. Поради постепенното намаляване на цената на GPS, на тази технология има дори автомобилни аларми, а сега, ако автомобилът бъде откраднат, няма да е трудно да го намерите и да го върнете.

А мобилната връзка?

Тук, уви, не всичко е толкова гладко. Ако GPS може да определи координатите в рамките на един метър, тогава триангулацията в клетъчната комуникация с това качество не може да осигури. Защо? Въпросът е, че в този случай базовата станция е референтната точка. Смята се, че ако има две BS, можете да получите една от координатите на телефона. И ако има три, то точното местоположение не е проблем. Това е отчасти вярно. Но триангулацията на мобилен телефон има свои собствени характеристики. Но тук идва въпросът за точността. Преди това разгледахме система за глобално позициониране, която може да достигне феноменална точност. Но въпреки факта, че мобилната комуникация има много повече оборудване, не е необходимо да се говори за качествена кореспонденция. Но за всичко в ред.

Търсите отговори

Но първо нека формулираме въпроси. Може ли разстоянието от базовата станция до телефона да се определя с помощта на стандартни инструменти. Да. Но това ще бъде най-краткото разстояние? Кой се занимава с измервания - телефон или базова станция? Каква е точността на данните? По време на разговора базовата станция измерва времето, необходимо на сигнала да достигне до телефона. Но само така може да се отрази, да речем, от сградите. Трябва да се разбере, че разстоянието е взето по права линия. И помнете - само по време на процеса на поддържане на повикването.

Друг значителен недостатък е доста значителното ниво на грешка. Така че може да достигне стойност от петстотин метра. Триангулацията на мобилния телефон допълнително се усложнява от факта, че базовите станции не знаят какви устройства са на тяхна територия. Устройството хваща техните сигнали, но не се информира. В допълнение, телефонът може да измерва сигнала на базовата станция (която, между другото, постоянно го прави), но количеството на отслабване не му е известно. И тук има една идея!

Базовите станции познават координатите си и силата на предавателите. Телефонът може да определи колко добре ги чува. В този случай е необходимо да се определят точно всички станции, които работят, да комуникират (това би изисквало специална програма изпраща торби за проверка), за събиране на координатите и да ги прехвърля на други системи, ако е необходимо. Изглеждаше всичко, това е шапка. Но, уви, не е необходимо да се извършат редица модификации, включително и СИМ-карти, достъпът до които не е гарантирана. И за да може теоретичната възможност да се превърне в практична, е необходимо да се работи по същество.

заключение

Въпреки факта, че почти всички хора имат телефони, не е правилно да се каже, че човек може лесно да бъде проследен. В края на краищата това не е толкова лесно, колкото изглежда на пръв поглед. Повече или по-малко уверено можете да говорите за късмет само когато използвате глобална система за позициониране, но изисква специален предавател. Като цяло, след като прочетем тази статия, се надяваме, че читателят вече няма въпроси относно относителния характер на триангулацията.