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時刻の精度と誤差

 
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投稿者 メッセージ
前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2927
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Thu Sep 06, 2007 12:43 am    記事の件名: 時刻の精度と誤差 引用付きで返信

前田です。
現在、パソコンの時刻のずれをUA2で修正しています。
その結果を参考に残しておきます。

流星数は少ないのですが、8月8日を例に示します。この日は
修正前は3秒おくれていました。同時観測の相手側(影山氏)が
インターネット経由で時刻の調整がされています。

結論を言うと、やはり速度への影響がやや大きいようです。

写真観測の時代には、観測時刻が秒の精度はなかなか得られなかったので、
2カ所からの経路が一番一致する時刻を出現時刻としていたこともあるよう
です。TVでも応用できませんか。



B20070808old_GMAP.png
 説明:
時刻調整前の同時流星経路
少し平行にずれているのが
分かります。
 ファイルサイズ:  26.54 KB
 閲覧数:  8901 回

B20070808old_GMAP.png



B20070808c_GMAP.png
 説明:
時刻修正後
ほとんど経路は一致しました。
 ファイルサイズ:  27.3 KB
 閲覧数:  8901 回

B20070808c_GMAP.png



時間のずれと誤差.png
 説明:
修正前後の輻射点の位置のずれと
観測速度の変化の割合です。
横軸が対数の度数分布です。
速度は数%ずれるようです。
これは、軌道計算には見逃せない量です。
 ファイルサイズ:  15.07 KB
 閲覧数:  8901 回

時間のずれと誤差.png



スライド2.png
 説明:
最後に、UO2.04で計算した主なパラメータの
変化です。
ちょっと見にくいですが、Qc、Ex,Qaの誤差(ずれ)について計算してみました。
横軸は%ですので、注意してください。

1つだけ大きくずれているのはすべて同じ観測の組です。それ以外はそれ程おかしくは
無い
 ファイルサイズ:  20.04 KB
 閲覧数:  8901 回

スライド2.png


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登録日: 2004.08.07
記事: 13302
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Thu Sep 06, 2007 10:43 am    記事の件名: Re: 時刻の精度と誤差 引用付きで返信

提案、ありがとうございます > 前田さん
地上経路の一致を尺度とする観測誤差補正については、可能性を何度が書いていますが、未だ本格的な検討はしておらず、今回のお話しは、とても刺激的です Wink

UFOOrbitにおける地上経路は 相手の観測平面上で自分の観測方向に一致する点を求めるので、時刻誤差があると、地球の自転の影響が地上経路に明瞭に現れるということですね。
日本の緯度だと地球の自転速度は0.4km/sほどなので、3秒の誤差だと 1.2km 程のズレが出ることになり、前田さんの地図のずれとほぼ一致しているように見えます。
時刻誤差は観測平面の決定にも関与している筈ですが、これは平行に近い誤差なのか輻射点の座標に対する影響はあまり大きくないということでしょうか。
さらに、速度は微分値なので、小さな位置の誤差が大きな速度誤差を生むということかと思います。

また、この話は、長経路流星などで観測区間が一致していない場合に速度誤差が大きくなる未解明の現象を解決するヒントになっている可能性があると思いました。
将来の分析は、流星が流れている時間の中の地球の自転の影響を考慮すべきだと思いました。速度測定誤差を大幅に小さくできるかもしれません。
(こんな話が出るとは、ずいぶん精度が上がってきたと感慨深いです。子供の頃、「空気の発見」という本を読んで、次第に微量な成分が見つかっていく様子にワクワクしたのを思い出します Wink )


将来的なビデオ観測の同時観測分析は次の2通りが考えられます。
1.カメラ間の時刻差を求め、これを補正してフレームの絶対時刻を求め、その時刻を元にフレーム単位に赤道座標上での位置を決め、経路を求める。
2.現状の方法に時刻誤差と継続時間による地球の自転の影響を算入して補正する。
1の方法は、以前、司馬さんが登場された折に似た話をしたような気がしますが、将来はこのような方法になっていくと思います。
今回の前田さんの提案も同時に満たしますね。
2の方法は歪む平面上での計算になるので、スジがよくないですね Wink

時刻誤差と観測地緯度経度誤差とは区別が難しいかもしれないですが、緯度経度を正しいと仮定するなら、技術的な問題点は殆どなさそうな気がしますし、大きな進歩になると思います Cool
が、全体としては交換形式の変更を含む大きな話になりそうで、やりきれる時間が取れるかどうか分かりません Rolling Eyes
いずれにしても、時刻誤差の推定が第一歩だと思いました。
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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2927
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Fri Sep 07, 2007 8:02 am    記事の件名: レスどうもです。 引用付きで返信

前田です。

私も、長経路流星の問題のひとつは継続時間が長いために場所場所で
時刻が異なる影響があると思います。

その他の意見も全く同感です。

話は少しそれますが、流星の軌道計算方法として、次のような方法は
将来可能でしょうか。
電波観測などでは、GPSを利用して、時刻を合わせて、流星からの
電波の到着時刻差を利用して、位置や軌道を出そうとしています。
TVにもこの精度が利用できると、各観測地の各フレームの開始時刻が
1/1000秒ぐらいで決められと思います。そうすると、ある瞬間の
流星位置が複数の位置から分かるわけですから、純粋な三角測量の
原理である瞬間の流星位置が求まらないでしょうか。
ビデオの位置精度で、これをやって意味があるのかどうかを
チェックしないといけないと思いますが。

データを整理していてそんなことを考えていました。
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登録日: 2004.08.07
記事: 13302
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Sun Sep 09, 2007 2:52 pm    記事の件名: 時刻連続型GPSタイムインポーザ 引用付きで返信

前田 wrote:
話は少しそれますが、流星の軌道計算方法として、次のような方法は
将来可能でしょうか。
電波観測などでは、GPSを利用して、時刻を合わせて、流星からの
電波の到着時刻差を利用して、位置や軌道を出そうとしています。
TVにもこの精度が利用できると、各観測地の各フレームの開始時刻が
1/1000秒ぐらいで決められと思います。そうすると、ある瞬間の
流星位置が複数の位置から分かるわけですから、純粋な三角測量の
原理である瞬間の流星位置が求まらないでしょうか。
ビデオの位置精度で、これをやって意味があるのかどうかを
チェックしないといけないと思いますが。

データを整理していてそんなことを考えていました。

電波到達時刻差からの距離測定とは、凄いことが考えられているのですね。
流星までの距離を150km とすると、電波到達までの時間は 500μsecでしょうか。50μsec精度でエコーの開始時刻が測れれば15kmの誤差ですね。
この時刻精度はWindows上の処理では絶対無理ですので、外付けハードウェアでやるのでしょうか。
詳しいことは知らないのですが、HRO-FFTでは1KHz付近のエコーの図が出ていますが、1KHzの音の開始を50μsec単位で測るのは無理だと思うので、周波数を2桁位上げる必要がありそうですね。
あと、短期的時刻精度を保証したGPS時計が必要だと思うのですが、これは普通の人が買えるものは無かったような記憶がありますがどうでしょうか。
そこまでやるなら、GPSの絶対時刻を使うより、直接波と反射波の時間差を使うとか、レーダーを作るなど相対的時間測定の方が精度を出すのは簡単だということはないでしょうか。

ビデオ観測への応用ですが、
GPSによる絶対時刻測定は以前少し実験したのですが、現状では、入手可能なGPSタイムインポーザが1秒毎の時刻補正で、補正時に時刻が飛び、連続しないようなので挫折しています。
PLLで制御する時計を内蔵して時刻を連続的に補正し、長期的な絶対精度と短期的連続性を両立させたGPSタイムスーパーインポーザが欲しいです。
それさえあればあとは画像から時刻を読み取るソフトを作れば良いので実現できると思います。
その場合、シャッター速度との関係で、通常なら1フィールド17msec単位、シャッター速度を1/1000秒程度に上げることができればmsec単位での時刻決定ができると思います。
折角なら、外部同期のカメラを使って遠隔地のカメラを同期させるともっと凄いです。

時刻連続型GPSタイムインポーザが低価格で登場すれば世界中で利用されることになると思うのですがどうでしょうか。
ハードが出来るならソフトは作りますが.....
-------
NHKのテレビ放送が全国レベルでフレーム同期しているという話を聞いたことがあるような気がします。本当ならこれを使う手もあるかもしれません。
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