使用中のGPSおよびMRU方程式。 GPSの背後にある物理学

正確な位置決定は、道路貨物輸送や海上輸送などの多くの活動にとって重要です。 米国国防総省がGPSとしてよく知られている全地球測位システムを設定したのは1978年のことでした。 この測位システムは、衛星を利用して位置を特定します。 これを行うために、3つの衛星を軌道に乗せました。

地球の軌道に配置された衛星は、電卓のサイズの受信機によって、海上であれ空中であれ、地球上のどこでも受信できる既知のパターンの信号を放出します。 これは、今日最も正確な測位システムです。

GPSがどのように機能するかの基本原理は、衛星の位置を使用して、三角測量によって地球上のオブジェクトの位置を決定することです。 受信機が衛星信号を受信すると、正確な距離を判断できます。 これは次のように行われます。

受信機は、その内部信号を衛星から送信された信号と同期させ、時間間隔を決定します(t)信号が送信されてから受信されるまでの間に。

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私たちが知っているように、データ転送速度は光自体の速度に等しい(v = 2.998 x 108 m / s)、受信機は距離を計算します(Δs)次の方程式による衛星と物体の分離:

y = y0+ v.t
∆s = v.t

GPSとオブジェクトの間の測定された時間間隔が0.065秒であると仮定します。 では、GPSとオブジェクトの間の距離はどのくらいでしょうか? 上記の式を使用して、それらの間の距離を決定してください。 したがって:

∆s = 2.998 .108.0,065

∆s = 19,487.00 km

衛星には、より正確な原子時計が搭載されています。 ただし、三角測量によって位置を決定するには、他の2つの衛星から決定できるさらに2つの距離を知る必要があります。 今日、GPSは一般の人々に広く使用されているアクセサリになり、軍事用途だけではなくなっていることがわかります。


ドミティアーノ・マルケス
物理学を卒業

学校や学業でこのテキストを参照しますか? 見てください:

SILVA、Domitiano Correa Marquesda。 "使用中のGPSおよびMRU方程式"; ブラジルの学校. で利用可能: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm. 2021年6月27日にアクセス。

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