寻找马航MH370进展 06/18/2014更新


题图:MH370的搜求牵动全世界
——————————————————————————————————————————

06:36 6/19/2014



如CNN截图所示:新建议的搜救区域位于南纬36.02, 东经 88.57 。

"While there remain a number of uncertainties and some disagreements as to the interpretation of aspects of the data, our best estimates of a location of the aircraft (is) near 36.02 South 88.57 East," according to the statement, which was approved by 10 named experts.

——————————————————————————————————————————

21:06 6/18/2014

五个独立的的计算机模型一致定位了新的飞机失事判断点,仍然位于印度洋,但是距原先的搜寻区域有数百英里。
CNN:Outside group tells governments where to search for Flight 370

A group of independent experts -- who prodded authorities to release satellite data on Malaysia Airlines Flight 370 -- says it thinks it knows the approximate location of the missing aircraft.
Five separate computer models all place the plane in a tight cluster of spots in the south Indian Ocean — hundreds of miles southwest of the previous search site.

所有的报道都来源于周二BBC的地平线节目
——————————————————————————————————————————
20:01 5/27/2014
Inmarsat公布了卫星数据——————————————————————————————————————————
21:02 5/27/2014
数据说明部分解读(斜体是原数据的说明 正体是我的解读)
Inmarsat的卫星定时与MH370飞机上的发动机监控模块通信,通信过程无人为扰动的可能性,因此是判断飞机未知的重要信息。
Inmarsat提供了了两种测量数据BTO和BFO,分别是通信信号的时间偏移和频率偏移,前者可以推算卫星与飞机之间的距离,后者可以根据多普勒效应推算飞机的速度(具体对利用多普勒效应推算MH370未知的原理见Ping Rings from the Inmarsat-3F1 Data),结合两者完成对飞机位置的判断。

Understanding the Burst Timing Offset (BTO) values:

这一部分是讲数据中BTO 突发时间偏移的含义
The round trip time for a message is a combination of:
round trip time for a message 是指一条卫星报文传递的时间 包含传播时延和处理时延

  1. Time from the ground station → satellite → aircraft → satellite → ground station
    这一部分讲的是卫星报文的传递路径 从地面站->卫星->飞机->卫星->地面站
    这个路径的长短影响着传播时延因为
    传播时延 = 传播路径长度/光速
    根据传播时延推算路径长度是确定飞机位置的重要参数,术语是测距定位,GPS主要就是靠测距定位。

  2. Processing time within the ground station, satellite and aircraft terminal, which are constant
    报文在传递过程中,不仅传播路径消耗时间 ,卫星、地面站、飞机上的无线电台收发、处理报文需要的时间也影响总的时延,称之为处理时延(Processing time)。Inmarsat的报告认为不同报文的处理时延是固定的,考虑到卫星传输的特性,这一看法是合理的。

因此,
总时延(BTO) = 传播时延+处理时延

我们关注的是传播时延,要消除处理时延的影响,处理时延固定且未知(我这里假设未知,也许inmarsat 通过平时的实验和数据积累掌握了处理时延),一般可以通过多次数据差分的方法消除,这样得到的距离也应该是距离差。

The BTO is a value (in microseconds) relative to a terminal at a nominal fixed location. Only R-Channel messages are used.
这段话是说这个通信中只用了一个位置固定的地面站。
The BTO therefore allows the determination of the distance between the satellite and the aircraft. It does not provide the actual aircraft location
这里讲由于只有一颗卫星参与通信,每一有效的测量时刻时刻也只能得到一个传播实验,因此无法准确定位(GPS需要四颗以上的卫星才能准确定位)。

因此,利用BTO得到的信息无法完全用于飞机的定位,需要其他信息辅助。

Understanding the Burst Frequency Offset (BFO) values:
Burst Frequency Offset (BFO)是指由于飞机高速运动产生的信号的频率偏差。需要注意的是,参与MH370卫星通信的海事卫星部署于地球静止轨道(GEO),相对于地球静止,本身并不引入多普勒频率偏移。(后面还有具体解释)

The transmission signal path from the aircraft has two components affected by Doppler shift; between the satellite and aircraft, and between the satellite and ground station.
这里说有两个因素会引入多普勒频移,卫星相对地面站的运动,和飞机相对卫星的运动。

The following need to be considered when computing the expected frequency offset:
o Inmarsat Classic Aero mobile terminals are designed to correct for aircraft Doppler effects on their transmit signals. The terminal type used on MH370 assumes a stationary satellite at a fixed orbital position
这里将Inmarsat 为MH370提供的卫星通信终端具有修正多普勒频移的功能,也就是说卫星到达飞机的信号的多普勒频域会被消除,同时飞机认为卫星静止,因此飞机返回给卫星的电波中包含与飞机速度相关的多普勒频率偏差。
o An individual aircraft terminal will have a fixed frequency bias
这里说明飞机上的卫星终端由于晶振的不确定性等因素会引入一个频率偏差,但是该偏差是固定的。
也就是说,飞机到达卫星的信号的频率为f2,而理想的频率为f1时,f2受到多普勒频移fd和晶振偏差fo的影响,即
$$
f_{2} = f_{1} + f_{d}+f_{o}
$$
我们关注的是fd,即多普勒频移, 由fd可以推算飞机的速度。
o Satellite, terminal and ground station oscillator stability
这里说明地面站、终端、和卫星的晶振是稳定的,即只会引入固定的频率偏差,提示我们可以用差分的方法来研究不同时刻多普勒频移的变化。

o The correction applied by the Automatic Frequency Control (AFC) system in the ground station partially compensates for the satellite to ground station Doppler

推荐阅读更多精彩内容