Triangolazione: cos'è? Triangolazione di un telefono cellulare in una rete cellulare. Metodo di triangolazione

Cos'è una triangolazione? Va notato che questa parola ha diversi significati. Quindi, viene utilizzato in geometria, geodesia e tecnologie dell'informazione. Nell'ambito dell'articolo, l'attenzione sarà rivolta a tutti gli argomenti, ma la più popolare sarà la direzione più popolare: l'uso in attrezzature tecniche.

In geometria

Quindi, iniziamo a smontare ciò che ètriangolazione. Cosa c'è nella geometria? Diciamo che abbiamo una superficie non sviluppata. Ma è necessario avere un'idea della sua struttura. E per questo è necessario distribuirlo. Sembra impossibile? E qui no! E il metodo di triangolazione ci aiuterà in questo. Va notato che il suo uso rende possibile costruire solo una scansione approssimativa. Il metodo di triangolazione prevede l'uso di uno adiacente al secondo triangolo, in cui è possibile misurare tutti e tre gli angoli. Allo stesso tempo, devono essere conosciute le coordinate di almeno due punti. Il resto deve essere determinato. In questo caso, viene creata una rete solida o una catena di triangoli.

Per ottenere dati più accurati, utilizzarecalcolatori elettronici. Separatamente, dovremmo menzionare il momento come la triangolazione di Delaunay. La sua essenza è che con l'insieme di punti esistente, ad eccezione dei vertici, si trovano tutti all'esterno del cerchio, che è descritto attorno al triangolo. Questo fu descritto per la prima volta dal matematico sovietico Boris Delone nel 1934. I suoi sviluppi sono usati nel problema euclideo del venditore ambulante, dell'interpolazione bilineare e del metodo degli elementi finiti. Questo è ciò che è la triangolazione di Delaunay.

In geodesia

In questo caso, è previsto chepunto di triangolazione, che viene successivamente incluso nella rete. E quest'ultimo è costruito in modo tale da sembrare un gruppo di triangoli sul terreno. Le figure ottenute misurano tutti gli angoli, così come alcuni lati di base. Come superficie di triangolazione sarà effettuata, dipende dalla geometria dell'oggetto, qualifica di esecutore, la flotta a disposizione di dispositivi, e le condizioni tecniche ed economiche. Tutto questo e risolve il livello di complessità del lavoro che può essere implementato, così come la qualità della loro condotta.

Nelle reti di informazione

E gradualmente arriviamo al più interessanteinterpretazione della parola "triangolazione". Cosa c'è nelle reti di informazione? Va notato che ci sono un gran numero di diverse opzioni per l'interpretazione e l'uso. Ma entro i limiti dell'articolo, a causa della limitazione delle sue dimensioni, solo il GPS (sistema di posizionamento globale) e la rete mobile riceveranno attenzione. Nonostante una certa somiglianza, sono piuttosto diversi. E ora scopriremo cos'è esattamente.

Sistema di posizionamento globale

È passato più di un decennio dal GPSè stato lanciato e funziona con successo. Il sistema di posizionamento globale è costituito da una stazione centrale di controllo situata in Colorado e da posti di osservazione in tutto il mondo. Durante il periodo del suo lavoro, diverse generazioni di satelliti erano già cambiate.

Ora il GPS è un mondoIl sistema di navigazione radio, che si basa su un numero di satelliti e stazioni terrestri. Il suo vantaggio è la possibilità di calcolare la coordinata dell'oggetto entro pochi metri. Come può essere rappresentata la triangolazione? Che cos'è e come funziona? Immagina che ogni metro del pianeta abbia il suo indirizzo unico. E se c'è un ricevitore utente, puoi richiedere le coordinate della tua posizione.

Come funziona in pratica?

Convenzionalmente, ci sono quattro principalipalco. Inizialmente, viene eseguita la triangolazione dei satelliti. Quindi viene misurata la distanza da loro. Viene eseguita una misurazione assoluta del tempo e la determinazione dei satelliti nello spazio. E infine, la correzione differenziale viene eseguita. Questo è brevemente. Ma non è del tutto chiaro come funziona la triangolazione in questo caso. Che questo non è buono, è comprensibile. Let's dettaglio.

Quindi, inizialmente misuriamo la distanza davia satellite. Trovato che è di 17 mila chilometri. E la ricerca della nostra posizione è significativamente ridotta. È noto che siamo a una distanza specifica, e dobbiamo cercare in quella parte della sfera terrestre, che si trova a 17 mila chilometri dal satellite rilevato. Ma non è tutto. Misuriamo la distanza dal secondo satellite. E sembra che ci siano stati rimossi da 18 mila chilometri. Quindi, dovremmo essere cercati in un luogo in cui le sfere di questi satelliti si intersecano ad una distanza specificata.

L'appello al terzo satellite permetteràridurre ulteriormente il territorio di ricerca. E così via. La posizione è determinata da almeno tre satelliti. I parametri esatti sono determinati in base ai dati impostati. Supponiamo che il segnale radio si muova ad una velocità prossima alla luce (cioè un po 'meno di 300 mila chilometri al secondo). Il tempo per il quale passa dal satellite al ricevitore è determinato. Se l'oggetto si trova ad un'altitudine di 17 mila chilometri, sarà di circa 0,06 secondi. Quindi viene impostata la posizione nel sistema di coordinate spazio-temporali. Pertanto, ciascun satellite ha un'orbita di rotazione chiaramente definita. E conoscendo tutti questi dati, la tecnica e calcola la posizione della persona.

Le specifiche del sistema di posizionamento globale

Secondo la documentazione, la sua accuratezza varia darange da 30 a 100 metri. In pratica, l'uso della correzione differenziale consente di ottenere dati dettagliati fino a un centimetro. Pertanto, l'ambito del sistema di posizionamento globale è semplicemente enorme. È utilizzato per tracciare il trasporto di merci costose, aiuta a atterrare con precisione gli aerei, guida la nave in caso di nebbia. Bene, la più famosa è l'applicazione nei sistemi di navigazione per auto.

Algoritmi di triangolazione dovuti al lorol'universalità e la copertura dell'intero pianeta ti permettono di viaggiare liberamente anche in luoghi sconosciuti. In questo caso, il sistema stesso apre la strada, indica dove è necessario rotolare per raggiungere l'obiettivo finale stabilito. A causa della graduale riduzione del prezzo del GPS, ci sono anche allarmi per auto basati su questa tecnologia, e ora se una macchina viene rubata, non sarà difficile trovarla e restituirla.

E la connessione mobile?

Qui, ahimè, non tutto è così liscio. Se il GPS può determinare le coordinate entro un metro, la triangolazione nella comunicazione cellulare di questa qualità non può fornire. Perché? Il punto è che in questo caso la stazione base è il punto di riferimento. Si ritiene che se ci sono due BS, è possibile ottenere una delle coordinate del telefono. E se ce ne sono tre, la posizione esatta non è un problema. Questo è parzialmente vero. Ma la triangolazione di un telefono cellulare ha le sue caratteristiche. Ma ecco che arriva la questione dell'accuratezza. Prima di ciò, abbiamo considerato un sistema di posizionamento globale, che può raggiungere un'accuratezza fenomenale. Ma, nonostante il fatto che la comunicazione mobile abbia molte più attrezzature, non è necessario parlare di alcuna corrispondenza qualitativa. Ma su tutto in ordine.

Alla ricerca di risposte

Ma prima formuliamo le domande. È possibile determinare la distanza tra la stazione base e il telefono utilizzando strumenti standard. Sì. Ma questa sarà la distanza più breve? Chi si occupa di misurazioni: telefono o stazione base? Qual è l'accuratezza dei dati? Durante la conversazione, la stazione base misura il tempo impiegato dal segnale per raggiungere il telefono. Ma solo così può essere riflesso, per esempio, dagli edifici. Dovrebbe essere capito che la distanza è presa in linea retta. E ricorda - solo durante il processo di mantenimento della chiamata.

Un altro svantaggio significativo è che è piuttostolivello di errore significativo. Quindi, può raggiungere un valore di cinquecento metri. La triangolazione del telefono cellulare è ulteriormente complicata dal fatto che le stazioni di base non sanno quali dispositivi sono nel loro territorio. Il dispositivo intercetta i loro segnali, ma non si informa. Inoltre, il telefono è in grado di misurare il segnale della stazione base (che, per inciso, lo fa costantemente), ma la quantità di attenuazione non è nota a lui. E qui c'è un'idea!

Le stazioni base conoscono le loro coordinate e il loro poteretrasmettitori. Il telefono può determinare quanto bene li sente. In questo caso, è necessario rilevare tutte le stazioni che stanno lavorando, scambiare dati (questo richiede un programma speciale che invia i pacchetti di verifica), raccogliere le coordinate e, se necessario, trasferirle ad altri sistemi. Sembrerebbe tutto, è un cappello. Ma, ahimè, per questo è necessario implementare una serie di modifiche, incluse le sim card, l'accesso al quale non è affatto garantito. E affinché un'occasione teorica si trasformi in pratica, è necessario lavorare in modo sostanziale.

conclusione

Nonostante il fatto che ci sono quasitutte le persone, per affermare che una persona può essere facilmente rintracciata, non dovrebbero comunque esserlo. Dopotutto, questa non è una cosa facile, come potrebbe sembrare a prima vista. Più o meno con sicurezza si può parlare di fortuna solo quando si utilizza un sistema di posizionamento globale, ma richiede un trasmettitore speciale. In generale, dopo aver letto questo articolo, speriamo che il lettore non abbia più domande sulla natura relativa della triangolazione.