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 satelitarny, może określić dokładną 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.
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 za pomocą triangulacji, 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
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm
