Dokładne określenie pozycji jest ważne w wielu działaniach, takich jak transport drogowy towarów i żegluga morska. W 1978 roku Departament Obrony Stanów Zjednoczonych ustanowił Globalny System Pozycjonowania, lepiej znany nam jako GPS. Ten system pozycjonowania wykorzystuje satelity do pomocy w określeniu pozycji. W tym celu umieścił na orbicie trzy satelity.
Satelity umieszczone na orbicie Ziemi emitują sygnały o znanych wzorcach, które mogą być odbierane w dowolnym miejscu na Ziemi, czy to na morzu, czy w powietrzu, przez odbiorniki wielkości kalkulatora. Jest to obecnie najdokładniejszy system pozycjonowania.
Podstawową zasadą działania GPS jest wykorzystanie pozycji satelitów do określenia lokalizacji obiektu na Ziemi poprzez triangulację. Gdy odbiornik odbiera sygnał z satelity, może dokładnie określić odległość. Odbywa się to w następujący sposób:
Odbiornik synchronizuje swój wewnętrzny sygnał z sygnałem wysyłanym przez satelitę, określając w ten sposób interwał czasowy (t) między momentem wysłania sygnału a momentem jego odebrania.
Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Jak wiemy, prędkość transmisji danych jest równa prędkości samego światła (v = 2,998 x 108 m/s), odbiornik oblicza odległość (Δs) oddzielenie satelity od obiektu za pomocą następującego równania:
y=y0+v.t
∆s=v.t
Załóżmy, że zmierzony odstęp czasu między GPS a obiektem wynosi 0,065 s. Więc jaka byłaby odległość między GPS a obiektem? Wystarczy skorzystać z powyższego równania, aby określić odległość między nimi. A zatem:
∆s=2,998 0,108.0,065
∆s=19 487,00 km
Satelity mają na pokładzie zegary atomowe, które są dokładniejsze. Jednak, aby określić pozycję poprzez triangulację, trzeba znać jeszcze dwie odległości, które można określić z dwóch innych satelitów. Dziś widzimy, że GPS stał się akcesorium szeroko stosowanym przez zwykłych ludzi, nie mającym już wyłącznie zastosowania militarnego.
Autor: Domitiano Marques
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Równanie GPS i MRU w użyciu"; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
