Principi fisici di GPS

GPS è l'abbreviazione di sistema di posizionamento globale , un sistema di navigazione satellitare che consente a chiunque con un ricevitore GPS per determinare la loro posizione tridimensionale su , o sopra , la superficie della terra . Il GPS è costituito da una costellazione di 24 satelliti , sei stazioni a terra situati in tutto il mondo e ricevitori GPS , che può essere tenuto in mano o montati in veicoli , navi o aeromobili . Principio di base

I principi fisici di GPS includono teoria quantistica , che ha portato alla invenzione dell'orologio atomico , e la teoria generale della relatività di Einstein . Il principio di base dietro GPS , tuttavia , è la misura della distanza , o intervallo , tra i satelliti e il ricevitore . Il segnale proveniente da ciascun satellite , muovendosi alla velocità della luce , prende una quantità limitata di tempo per raggiungere la superficie della Terra . Un ricevitore GPS calcola la distanza di un satellite moltiplicando la differenza tra il tempo di un segnale viene ricevuto e il tempo è stato inviato per la velocità della luce .
Triangolazione

Un ricevitore GPS calcola la sua latitudine esatta , longitudine e altitudine misurando la distanza di quattro satelliti GPS separati . Se il ricevitore GPS misura la distanza di un singolo satellite GPS , si può stabilire che sia da qualche parte su una sfera immaginaria di raggio pari alla distanza al satellite . Se si misura la distanza di due satelliti , si può determinare che è un punto della linea in cui le due sfere si intersecano . Se si misura la distanza di un terzo ed un quarto satellite , si può calcolare la sua posizione geografica precisa.
Tempo di misura

segnali dai satelliti GPS viaggiano terra alla velocità della luce , misurazione del tempo in modo preciso è fondamentale per il funzionamento del GPS . Satelliti GPS portano gli orologi più precisi disponibili , conosciuti come orologi atomici , che sono una precisione di un miliardesimo di secondo al giorno . Questi orologi permettono di satelliti GPS di trasmettere segnali che vengono sincronizzati con quelli di altri satelliti .
Correzione temporale

teoria generale della relatività di Einstein predice correttamente e spiega che la gravità sembra rallentare o dilatare , il flusso del tempo . In altre parole , la differenza tra la forza del campo gravitazionale sulla superficie della Terra e 12.000 miglia o più sopra significa che l'orologio su un ricevitore GPS esegue una frazione di secondo più lento l'orologio di un satellite GPS . Orologi satellitari sono deliberatamente costruiti per funzionare leggermente più lento , quando sulla Terra , in modo da mantenere l'orario corretto , una volta nello spazio .