Re: [討論] SpaceX日前發射Falcon 9火箭的不常見畫面

[ewings (火星人當研究生)]

好了，反正他都進入跳針期了，也不會什麼貢獻了，我這邊就先來整理一下好了

大家的問題在於光靠GPS-INS沒辦法達到這種降落精度，主要還是GPS誤差會比這個大

要講GPS精度，必須先有幾個認知

0. GPS的理論值和直接值是不同的，受到各種因素影響，理論值只能看不能吃

1.GPS有兩種觀測定位模式，載波相位觀測（carrier phase），還有虛擬距離法(Pseudo range measurement)

前者精準度只能用在靜態量測時，精度可以到達公分級。
像是海上作業船隻，如果需要定點作業，就會把接收器放在陀螺穩定儀上
然後等待一小段時間，就能得到高精度的定位，
所以drone ship飄移低於1米並不是什麼神奇的事，
但是這種模式需要定點不動累積訊號，所以一般的導航需求無法使用

而後者誤差較大，也是我們一般用的

2， GPS的精度
在這個板上大家應該都知道原來民用的精度是100米
口交事件的主角拿掉SA後就降為10米，然後小布希基於反恐需求要求提高精度

所以後來發射的衛星就增加了一個L5的頻道，與L1一起計算可以把精度提高3~5倍

10米/5 =2米

那你說30cm是怎麼回事？

1ft的精度是用了軍碼才有的東西，SpaceX又不是共匪那種軍用民用不分的廠商，怎麼會有30cm呢？

我們把gps精度 + 30cm喂一下狗，由前幾個來看，都是在講一顆晶片的事

3. DGPS

大概在兩年前，Broadcom推出了號稱可以接收L5，精度可達30cm的晶片

然後最浮誇最唬爛的小米科技就立馬把它裝到小米8上面，說是黑科技

但是到了發表會時，雷軍講的定位精度是

3~5米！！

你說是怎麼回事呢？
先不論第0項，理論值會和實際值有誤差的事

最大的原因就是Broadcom宣稱30cm 定位精度，它可沒說是純GPS

晶片精度大幅提升的原因是它多了L5，但是也多了QZSS的L5

QZSS是日本推出的天基DGPS，透過地面站的修正值，可以讓用戶在服務區內都能有DGPS的服

而QZSS加上L5,理論精度可達10公分等級，如果乘上3倍當作實際誤差值，那就差不多是30cm

可惜的是，QZSS的服務區只有東亞與澳洲，匪區剛好被閃過，所以雷軍就被婊了

另外美國也收不到QZSS,SpaceX發射時也用不了

當然，也許可以說drone ship和火箭收到的誤差都差不多，應該沒關係？

答案當然是否定的，GPS會受到大氣的影響，而不同的高度有不同的氣候

火箭飛行直到對流層頂，都不會有天候變化，但是drone ship會，有雨有風有霧氣，
就會讓定位的誤差量不同,即使運氣非常好，天候一樣，但是因為兩者的高度不同的，
能接受到的衛星訊號顆數也不同，定位飄移量也一樣不同

就算天時地利人和，什麼通通都一樣，那要降落在陸地上時呢？
船還能隨著定位偏差跑，陸地是要怎麼跟著GPS訊號漂？？

所以還是要以座標精度來看，不能用相對精度

雖然說陸地上也能直接量GPS和絕對座標的飄移量，再傳給火箭

當然，SpaceX也沒講過它們沒用DGPS,我們也不用像腦補俠一樣，
拿工程師也許只是無心的一句話來腦補個7749回的章回小說，說不可能用DGPS

不管是用WAAS、MAAS，還是SpaceX乾脆自設DGPS，也就是GPS-RTK
反正他們有低延遲的衛星鏈路了

不過這還是有個問題，地面站的高度比火箭低，誤差通常比火箭的大
那這就搞笑了，誤差大的去修正誤差小的，只是越修越糟
不過雖然搞笑，但是也無妨，一般民航機在空中就算是被DGPS修歪了
在空中也不會怎麼樣，只要下降率不要太快，數據的誤差會慢慢趨於一致

但是火箭的高度變化太快了，兩個的誤差會來不及調整
如果它在空中本來純被修歪了，那在高速下降的過程中，
彈體就還要硬轉彎來順應誤差值突然跳上來的情況

不過這也許可以用某種權重演算去解決就是了

不過跳針/腦補俠堅決這個可能否定這個可能，我們這邊就先不討論。

當然如果說不修有沒有關係？
在火星上本來就沒關係，是在地球上才要修正，火箭沒落在降落場炸掉
公司就會賠錢，砸到民房或空軍的東西，搞不好賠到公司倒了都會

所以我們在講的東西本來就不一定要上火星，拿火星來講沒有意義

至於誤差多少可以接受？
這邊拿JDAM的數據來參考，個軍碼的誤差是30cm，
而空軍公開的CEP是5公尺以內。
也就是GPS誤差和實際落點的誤差，是相差至少十倍的。

所以如果GPS是10米的誤差，在像JDAM這種相對簡單的例子
就至少要有CEP到達100公尺的這心靈準備
而CEP是指50%的機會落在這個半徑內，
如果要確保90%或是99%，那半徑大概要在乘兩倍或三倍

現在看SpaceX的著陸場，你就知道300米其實是還是很有風險的

（先打到這邊,晚點繼續）



--
為什麼我們航太工程師要研發一台價值22億美金的飛機？
因為22億美元原來可以買700萬支步槍，並且殺死上千萬的人
但是一台價值22億的飛機太珍貴了，只能放在機棚裡吹冷氣

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.137.25.141 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1560685394.A.26B.html
噓 Scape: 不要誤導他人了，L5與DGPS無關，DGPS是一種差分定位技術
→ Scape: DGPS 在上個世紀80年代末期就開始發展，而L5 GPS則是最近才
→ Scape: 開始支援這個L5-band
→ Scape: DGPS wiki: http://bit.ly/2XQKppg
→ kdjf: 而且DGPS是修正環境造成的系統誤差,當drone跟S1用同一組衛星
→ kdjf: 定位時,他們之間的系統誤差是相同的,反而不用去修正
→ kdjf: L5也是為了修正大氣層造成的系統誤差，用不同頻率的載波性質
→ kdjf: 校正掉大氣延遲,對相對運動物體對準也沒有意義
→ kdjf: 然後1的部分,別把精度跟準度弄混了,對準需要的是準度
※ 編輯: ewings (114.137.25.141 臺灣), 06/16/2019 21:20:12
→ kdjf: https://i.imgur.com/JVXTIQB.png 在路上降落10m誤差根本
→ kdjf: 不在擔心範圍內
→ kdjf: 不過不說還沒注意到,跟陸上降落比起來,船上降落還真誇張準
→ kdjf: 然後再接近地面前,誤差範圍本來就不需要小,等需要很準時
→ kdjf: 雙方GPS環境也已經很類似了
※ 編輯: ewings (114.137.25.141 臺灣), 06/16/2019 22:50:31
→ iamluck: 1. 多普勒要移動有速度才會準 2. Pseudo range沒障礙物
→ iamluck: 例如海上影響不會大 3. 衛星數仰角決定最佳化定位結果
→ iamluck: 星曆 antenna等級(小米是手機ㄟ)也都會影響量測結果
→ iamluck: QZSS我做那麼多測試 結論根本是可有可無 唯一有用情況
→ iamluck: 一般定位根本不會選QZSS 惟一用途在都市QZSS在仰角90度
→ iamluck: 問題仰角90度根本是爛到爆 定位一樣鳥
→ iamluck: 結論就是我用的120W GPS-IMU系統 Gyro就至少80W
推 b325019: 準天頂當初設計的理念就是為了在日本都市區能夠彌補GPS的
→ b325019: 弱點設計出來的
→ iamluck: antenna 才8W 經度直接進到至少<1m 等級了
→ iamluck: 什麼差分阿在加一加 幾十公分很難嗎 我的系統跟SpaceX
→ iamluck: 又差幾個level? 30CM 我覺得不是不可能啊
→ kdjf: 別再執著30cm了,SpaceX沒有說他降的這麼準
→ iamluck: 就算30cm還是墜毀 最終還是會需要其他輔助landing拉
噓 Piin: 不要誤導他人了
→ Piin: L5跟L2C的問題一樣，衛星端尚未普及
噓 ejsizmmy: spacex會降的準不是因為衛星準，我前面就說過了
推 ejsizmmy: 不信你叫spaceX把平台上的黃圈跟白圈拿掉全部塗黑。
→ kdjf: 原PO的這次降落不就是火箭看不到地面了...
推 ejsizmmy: 33樓那好像是起飛....?
→ Scape: 霧中發射起飛沒錯，但回收登陸也是在能見度零的霧中
→ kdjf: https://youtu.be/SuWciGjQ4e8?t=476 降落
推 ejsizmmy: 襪靠，我想錯了，難道他們是靠紅外線之類的去矯正嗎？
推 miname: 紅外線攝影機對著火箭尾焰看得到東西嗎？
推 T50: 你以為是圈圈，也可能是無線電啊。jdam的誤差是基於無動力
→ T50: 跟spaceX根本沒辦法類比
推 T50: 我覺得光靠定位也是有可能啦。地面也是發射點就會很準。但這
→ T50: 沒辦法解釋用船比落地準的現象，而且用火星目標給自己加難
推 T50: 度根本就不是工程腦，太政治了。要測試系統只要在第一節上加
→ T50: 裝模擬機就好，搞什麼摔火箭的風險
→ T50: e大雖然嗆了一點，但言論本來就可以隨口說說，根本沒必要給
→ T50: 產品加難度
推 ejsizmmy: 如果要亂瞎猜的話，搞不好就是船因為晃動所以無線電射
→ ejsizmmy: 源反而抓得到
推 b325019: 我認知的DGPS是地面已知精確位置的裝置安裝GPS接受器後
→ b325019: 將兩者的座標差送給附近終端用來修正GPS誤差怎麼會跟準天
→ b325019: 頂扯上關係w
推 b325019: 剛剛才發現25號FH上面載的是福衛7
→ snalvc: 當然有關係。基準站算出來的pseudorange差不是只能在基準
→ snalvc: 站廣播，可以傳到其它地面站廣播（例如LAAS），也可以傳到
→ snalvc: 衛星上廣播（WAAS用同步軌道衛星，QZSS用嗯…準天頂軌道衛
→ snalvc: 星）。QZSS可以想像成GPS衛星和星基增強系統的合體
推 b325019: 懂了，感謝解說
→ snalvc: 中文wiki有關GPS的頁面都很舊而且寫得不清楚，建議切到英
→ snalvc: 文版看
→ iamluck: 補充一下GPS altitude誤差比lat, lon會大很多
→ iamluck: 所以絕對不可能只靠gps+ins(imu?)去做landing
→ suntex01: 不可質疑你的莫神跟教主.人家總工程師都講過了.gpr+ins
→ edison: stage 1 上有 radar altimeter 啦
→ iamluck: SpaceX難的地方是控制火箭姿態穩態而已啦 (是真的超難)