การกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกิจกรรมต่างๆ เช่น การขนส่งสินค้าทางถนนและการขนส่งทางทะเล ในปี 1978 กระทรวงกลาโหมสหรัฐได้จัดตั้ง Global Positioning System ซึ่งรู้จักกันดีในนาม GPS ระบบกำหนดตำแหน่งนี้ใช้ดาวเทียมเพื่อช่วยระบุตำแหน่ง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มันวางดาวเทียมสามดวงเข้าสู่วงโคจร
ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรของโลกจะปล่อยสัญญาณด้วยรูปแบบที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าสามารถรับได้ทุกที่บนโลก ไม่ว่าจะในทะเลหรือในอากาศ โดยเครื่องรับขนาดเท่ากับเครื่องคิดเลข นี่คือระบบกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำที่สุดในปัจจุบัน
หลักการพื้นฐานของวิธีการทำงานของ GPS คือการใช้ตำแหน่งของดาวเทียมเพื่อระบุตำแหน่งของวัตถุบนโลกผ่านระบบสามเหลี่ยม เมื่อเครื่องรับรับสัญญาณจากดาวเทียม ก็สามารถระบุระยะทางได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ทำได้ดังนี้:
เครื่องรับจะซิงโครไนซ์สัญญาณภายในกับสัญญาณที่ส่งโดยดาวเทียม จึงกำหนดช่วงเวลา (t) ระหว่างเวลาที่ส่งสัญญาณและเวลาที่ได้รับ
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
อย่างที่เราทราบกันดีว่าความเร็วในการรับส่งข้อมูลเท่ากับความเร็วแสงนั่นเอง (v = 2.998 x 108 m/s) ตัวรับจะคำนวณระยะทาง (Δส) การแยกระหว่างดาวเทียมกับวัตถุด้วยสมการต่อไปนี้
y=y0+v.t
∆s=v.t
สมมติว่าช่วงเวลาที่วัดได้ระหว่าง GPS กับวัตถุคือ 0.065 วินาที ดังนั้นระยะห่างระหว่าง GPS กับวัตถุจะเป็นเท่าใด เพียงใช้สมการข้างต้นเพื่อกำหนดระยะห่างระหว่างพวกเขา ดังนั้น:
∆s=2.998 .108.0,065
∆s=19,487.00 กม.
ดาวเทียมมีนาฬิกาอะตอมอยู่บนเรือซึ่งมีความแม่นยำมากกว่า อย่างไรก็ตาม ในการกำหนดตำแหน่งผ่านระบบสามเหลี่ยม จำเป็นต้องทราบระยะทางอีกสองระยะ ซึ่งสามารถกำหนดได้จากดาวเทียมอีกสองดวง วันนี้เราจะเห็นได้ว่า GPS ได้กลายเป็นอุปกรณ์เสริมที่คนทั่วไปใช้กันอย่างแพร่หลาย ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในทางการทหารอีกต่อไป
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:
ซิลวา, Domitiano Correa Marques da. "ใช้สมการ GPS และ MRU"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/gps-equacao-mru-uso.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.
