Équation GPS et MRU en cours d'utilisation. La physique derrière le GPS

La détermination précise de la position est importante pour de nombreuses activités, telles que le transport routier de marchandises et le transport maritime. C'est en 1978 que le Département de la Défense des États-Unis a mis en place le Global Positioning System, plus connu sous le nom de GPS. Ce système de positionnement utilise des satellites pour aider à déterminer la position. Pour ce faire, il a placé trois satellites en orbite.

Les satellites placés en orbite terrestre émettent des signaux avec des modèles connus qui peuvent être reçus n'importe où sur Terre, que ce soit en mer ou dans les airs, par des récepteurs de la taille d'une calculatrice. C'est le système de positionnement le plus précis aujourd'hui.

Le principe de base du fonctionnement du GPS est d'utiliser la position des satellites pour déterminer l'emplacement d'un objet sur Terre par triangulation. Lorsque le récepteur capte un signal satellite, il peut déterminer sa distance exacte. Cela se fait comme suit:

Le récepteur synchronise son signal interne avec le signal envoyé par le satellite, déterminant ainsi l'intervalle de temps (

t) entre le moment où le signal a été envoyé et le moment où il a été reçu.

Comme nous savons que la vitesse de transmission des données est égale à la vitesse de la lumière elle-même (v = 2,998 x 10⁸ m/s), le récepteur calcule la distance (Δs) séparation entre le satellite et l'objet par l'équation suivante :

y=y₀+v.t
s=v.t

Supposons que l'intervalle de temps mesuré entre le GPS et un objet est de 0,065 s. Quelle serait donc la distance entre le GPS et l'objet? Utilisez simplement l'équation ci-dessus pour déterminer la distance entre eux. Ainsi:

s=2.998 .10⁸.0,065

s=19.487,00 km

Les satellites ont des horloges atomiques à bord, qui sont plus précises. Cependant, pour déterminer la position par triangulation, il est nécessaire de connaître deux autres distances, qui peuvent être déterminées à partir de deux autres satellites. On constate aujourd'hui que le GPS est devenu un accessoire largement utilisé par le commun des mortels, n'ayant plus uniquement une vocation militaire.

Par Domitiano Marques
Diplômé en Physique

La source: École du Brésil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm