La determinazione accurata della posizione è importante per numerose attività, come il trasporto merci su strada e il trasporto marittimo. Fu nel 1978 che il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti istituì il Global Positioning System, meglio conosciuto come GPS. Questo sistema di posizionamento utilizza i satelliti per aiutare a determinare la posizione. Per fare ciò, ha messo in orbita tre satelliti.
I satelliti posizionati nell'orbita terrestre emettono segnali con schemi noti che possono essere ricevuti ovunque sulla Terra, in mare o in aria, da ricevitori delle dimensioni di una calcolatrice. Questo è il sistema di posizionamento più accurato oggi.
Il principio di base del funzionamento del GPS è utilizzare la posizione dei satelliti per determinare la posizione di un oggetto sulla Terra attraverso la triangolazione. Quando il ricevitore rileva un segnale satellitare, può determinarne l'esatta distanza. Questo viene fatto come segue:
Il ricevitore sincronizza il suo segnale interno con il segnale inviato dal satellite, determinando così l'intervallo di tempo (
t) tra il momento in cui il segnale è stato inviato e il momento in cui è stato ricevuto.Non fermarti ora... C'è dell'altro dopo la pubblicità ;)
Come sappiamo la velocità di trasmissione dei dati è pari alla velocità della luce stessa (v = 2.998 x 108 m/s), il ricevitore calcola la distanza (ΔS) separazione tra il satellite e l'oggetto attraverso la seguente equazione:
y=y0+v.t
s=v.t
Supponiamo che l'intervallo di tempo misurato tra il GPS e un oggetto sia 0,065 s. Quindi quale sarebbe la distanza tra il GPS e l'oggetto? Basta usare l'equazione sopra per determinare la distanza tra loro. Così:
s=2.998 .108.0,065
s=19.487,00 km
I satelliti hanno a bordo orologi atomici, che sono più precisi. Tuttavia, per determinare la posizione tramite triangolazione, è necessario conoscere altre due distanze, che possono essere determinate da altri due satelliti. Oggi possiamo vedere che il GPS è diventato un accessorio ampiamente utilizzato dalla gente comune, non avendo più solo lo scopo di un uso militare.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Equazione GPS e MRU in uso"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
