يعد التحديد الدقيق للموقع أمرًا مهمًا للعديد من الأنشطة ، مثل نقل البضائع على الطرق والشحن البحري. في عام 1978 ، أنشأت وزارة الدفاع الأمريكية نظام تحديد المواقع العالمي ، المعروف لنا باسم GPS. يستخدم نظام تحديد المواقع هذا الأقمار الصناعية للمساعدة في تحديد الموقع. للقيام بذلك ، وضعت ثلاثة أقمار صناعية في المدار.
ترسل الأقمار الصناعية الموضوعة في مدار الأرض إشارات ذات أنماط معروفة يمكن استقبالها في أي مكان على الأرض ، سواء في البحر أو في الهواء ، بواسطة أجهزة استقبال بحجم الآلة الحاسبة. هذا هو نظام تحديد المواقع الأكثر دقة اليوم.
يتمثل المبدأ الأساسي لكيفية عمل GPS في استخدام موقع الأقمار الصناعية لتحديد موقع كائن ما على الأرض من خلال التثليث. عندما يلتقط جهاز الاستقبال إشارة قمر صناعي ، يمكنه تحديد المسافة بالضبط. هكذا يتم فعل هذا:
يقوم جهاز الاستقبال بمزامنة إشارته الداخلية مع الإشارة التي يرسلها القمر الصناعي ، وبالتالي تحديد الفاصل الزمني (ر) بين وقت إرسال الإشارة ووقت استلامها.
كما نعلم أن سرعة نقل البيانات تساوي سرعة الضوء نفسها (ع = 2.998 × 108 م / ث) ، يحسب جهاز الاستقبال المسافة (Δس) الفصل بين القمر الصناعي والجسم من خلال المعادلة التالية:
ص = ذ0+ v.t
∆s = v.t
افترض أن الفاصل الزمني المقاس بين GPS والجسم هو 0.065 ثانية. إذن ما هي المسافة بين GPS والجسم؟ فقط استخدم المعادلة أعلاه لتحديد المسافة بينهما. هكذا:
∆s = 2.998 .108.0,065
∆s = 19487.00 كم
تحتوي الأقمار الصناعية على ساعات ذرية ، وهي أكثر دقة. ومع ذلك ، لتحديد الموقع من خلال التثليث ، من الضروري معرفة مسافتين إضافيتين ، والتي يمكن تحديدها من قمرين صناعيين آخرين. اليوم يمكننا أن نرى أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أصبح ملحقًا يستخدم على نطاق واسع من قبل عامة الناس ، ولم يعد يستخدم فقط لأغراض عسكرية.
بقلم دوميتيانو ماركيز
تخرج في الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm
