Ο ακριβής προσδιορισμός θέσης είναι σημαντικός για πολλές δραστηριότητες, όπως οδικές εμπορευματικές μεταφορές και θαλάσσιες μεταφορές Το 1978, το Υπουργείο Άμυνας των Ηνωμένων Πολιτειών δημιούργησε το Παγκόσμιο Σύστημα Εντοπισμού Θέσης, το οποίο είναι πιο γνωστό σε εμάς ως GPS. Αυτό το σύστημα εντοπισμού θέσης χρησιμοποιεί δορυφόρους για να βοηθήσει στον προσδιορισμό της θέσης. Για να γίνει αυτό, έβαλε τρεις δορυφόρους σε τροχιά.
Οι δορυφόροι που τοποθετούνται στην τροχιά της Γης εκπέμπουν σήματα με γνωστά μοτίβα που μπορούν να ληφθούν οπουδήποτε στη Γη, είτε στη θάλασσα είτε στον αέρα, από δέκτες το μέγεθος μιας αριθμομηχανής. Αυτό είναι το πιο ακριβές σύστημα εντοπισμού θέσης σήμερα.
Η βασική αρχή του τρόπου λειτουργίας του GPS είναι η χρήση της θέσης των δορυφόρων για τον προσδιορισμό της θέσης ενός αντικειμένου στη Γη μέσω τριγωνισμού. Όταν ο δέκτης λαμβάνει ένα δορυφορικό σήμα, μπορεί να προσδιορίσει την ακριβή του απόσταση. Αυτό γίνεται ως εξής:
Ο δέκτης συγχρονίζει το εσωτερικό του σήμα με το σήμα που στέλνει ο δορυφόρος, προσδιορίζοντας έτσι το χρονικό διάστημα (
τ) μεταξύ του χρόνου αποστολής του σήματος και του χρόνου λήψης του.Όπως γνωρίζουμε ότι η ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων είναι ίδια με την ίδια την ταχύτητα του φωτός (v = 2,998 x 108 m / s), ο δέκτης υπολογίζει την απόσταση (Δμικρό) διαχωρισμός μεταξύ δορυφόρου και αντικειμένου μέσω της ακόλουθης εξίσωσης:
y = ε0+ v.t
Δs = v.t
Ας υποθέσουμε ότι το μετρούμενο χρονικό διάστημα μεταξύ του GPS και ενός αντικειμένου είναι 0,065 s. Λοιπόν, ποια θα ήταν η απόσταση μεταξύ του GPS και του αντικειμένου; Απλώς χρησιμοποιήστε την παραπάνω εξίσωση για να προσδιορίσετε την απόσταση μεταξύ τους. Ετσι:
Δs = 2,998 .108.0,065
Δs = 19.487,00 χλμ
Οι δορυφόροι έχουν ατομικά ρολόγια επί του σκάφους, τα οποία είναι πιο ακριβή. Ωστόσο, για να προσδιοριστεί η θέση μέσω τριγωνισμού, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε δύο ακόμη αποστάσεις, οι οποίες μπορούν να προσδιοριστούν από δύο άλλους δορυφόρους. Σήμερα μπορούμε να δούμε ότι το GPS έχει γίνει ένα αξεσουάρ που χρησιμοποιείται ευρέως από τους κοινούς ανθρώπους, που δεν έχουν πλέον μόνο σκοπό στρατιωτικής χρήσης.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm
