Ecuația GPS și MRU în uz. Fizica din spatele GPS-ului

Determinarea exactă a poziției este importantă pentru numeroase activități, precum transportul rutier de marfă și transportul maritim. În 1978, Departamentul Apărării al Statelor Unite a înființat sistemul de poziționare globală, mai bine cunoscut de noi ca GPS. Acest sistem de poziționare folosește sateliții pentru a ajuta la determinarea poziției. Pentru a face acest lucru, a plasat trei sateliți pe orbită.

Sateliții plasați pe orbita Pământului emit semnale cu modele cunoscute care pot fi recepționate oriunde pe Pământ, fie pe mare, fie în aer, de către receptoare de mărimea unui calculator. Acesta este cel mai precis sistem de poziționare de astăzi.

Principiul de bază al modului în care funcționează GPS-ul este utilizarea poziției sateliților pentru a determina locația unui obiect pe Pământ prin triangulare. Când receptorul preia un semnal de satelit, acesta poate determina distanța exactă a acestuia. Acest lucru se face după cum urmează:

Receptorul își sincronizează semnalul intern cu semnalul trimis de satelit, determinând astfel intervalul de timp (

t) între momentul în care a fost trimis semnalul și momentul în care a fost primit.

După cum știm, viteza de transmitere a datelor este egală cu viteza luminii în sine (v = 2.998 x 10⁸ m / s), receptorul calculează distanța (Δs) separarea dintre satelit și obiect prin următoarea ecuație:

y = y₀+ v.t
∆s = v.t

Să presupunem că intervalul de timp măsurat între GPS și un obiect este de 0,065 s. Deci, care ar fi distanța dintre GPS și obiect? Folosiți doar ecuația de mai sus pentru a determina distanța dintre ele. Prin urmare:

∆s = 2.998 .10⁸.0,065

∆s = 19.487,00 km

Sateliții au la bord ceasuri atomice, care sunt mai precise. Cu toate acestea, pentru a determina poziția prin triangulare, este necesar să se cunoască încă două distanțe, care pot fi determinate de la alți doi sateliți. Astăzi putem vedea că GPS-ul a devenit un accesoriu utilizat pe scară largă de către oamenii de rând, nemaifiind doar scopul utilizării militare.

De Domitiano Marques
Absolvent în fizică

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm