Studiul vremii prin maparea oceanelor cu GPS – 4 – Cum funcționează Sistemul de Poziționare Globală (GPS)

Imaginea arată distribuția mai multor sateliți pe orbită în jurul pământului. Cu toate acestea, sateliții GPS sunt mult mai departe decât cei arătați în această imagine. Dacă măsurați lățimea (diametrul) Pământului din imagine, sateliții GPS orbitează la aproximativ o dată și jumătate față de acea distanță de la Pământ.

Cei 24 de sateliți GPS călătoresc pe șase orbite circulare diferite (patru sateliți care au aceeași orbită), înclinați la 55 de grade față de ecuator. Astfel, în orice moment, orice loc de pe pământ sau din spațiu poate fi în linia directă a sitului a cel puțin șase sateliți GPS din apropiere. Triangularea poate fi realizată atâta timp cât locația în cauză poate trasa o linie dreaptă neobstrucționată către cel puțin patru sateliți GPS.

Fiecare satelit orbitează la o altitudine de cca 17.700 km. Această altitudine a fost aleasă astfel încât fiecare satelit să orbiteze o dată la 12 ore, sau de două ori pe zi. GPS-ul este format din trei părți:

1. Sateliții.
2. Stațiile de control la sol.
3. Receptoare GPS pentru utilizatorul final.

Important

1. Douăzeci și patru de sateliți GPS pe orbita medie a Pământului au fiecare ceasuri atomice la bord pentru o precizie mai bună.
2. Stațiile terestre urmăresc locațiile exacte ale fiecărui satelit GPS și păstrează ceasurile atomice sincronizate între ele.
3. Fiecare satelit GPS transmite o poziție precisă și un semnal de timp. Receptoarele GPS de pe alți sateliți, cum ar fi Jason-1, nu numai că primesc informații despre poziție și timp de la semnal, dar iau în considerare și efectul Doppler asupra semnalului în sine. Adică, atunci când doi sateliți (de exemplu, un satelit GPS și Jason-1) se apropie unul de celălalt, semnalul radio de la satelitul de recepție apare puțin contractat. Dacă cei doi sateliți se îndepărtează unul de altul, semnalul radio primit apare puțin lărgit. Satelitul receptor „știe” cum ar trebui să arate semnalul (adică lungimea de undă când a fost transmis), astfel încât efectul Doppler spune cât de repede și în ce direcție se mișcă relativ cei doi sateliți unul față de celălalt.

Receptorul (precum cel de pe Jason-1) măsoară întârzierea semnalului care ajunge la el (precum și efectul Doppler). Această întârziere este măsura directă a distanței până la satelit. Măsurătorile colectate simultan de la patru (sau mai mulți) sateliți sunt procesate pentru a rezolva cele trei dimensiuni ale poziției, vitezei și timpului.

Ce altceva mai poate face GPS?

Puteți accesa site-ul internet http://gpshome.ssc.nasa.gov și puteți afla cum se utilizează GPS în întreaga lume. Încercați să scrieți o listă cu 5 până la 10 utilizări diferite. Împărțiți-le în următoarele categorii și descrieți-le:

• Locație: Determinarea unei poziții de bază
• Navigare: Din o locație în alta
• Urmărire: Monitorizarea deplasării oamenilor și lucrurilor
• Mapare: Crearea hărților globale.
• Timp: Sincronizare precisă la nivel global.

De asemenea, puteți găsi tutoriale interactive foarte bune despre GPS pe Internet.

1. Maparea oceanelor
2. Localizarea prin triangulație
3. Construcția unui sistem de poziționare a camerei (SPC)
4. Cum funcționează Sistemul de Poziționare Globală (GPS)

PDF: https://www.telework.ro/ro/e-books/studiul-vremii-prin-maparea-oceanelor-cu-gps/

La acest articol a contribuit de Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, reflectând cercetările efectuate în baza unui contract cu National Aeronautics and Space Administration. A fost scrisă de Enoch Kwok și Diane Fisher. Domnul Kwok este profesor și consultant la liceu. Dna Fisher este o scriitoare de știință și tehnologie și proiectantă la The Space Place, un site web cu activități distractive și educaționale legate de spațiu la http://spaceplace.jpl.nasa.gov. Pentru mai multe despre oceane și El Niño, accesați http://spaceplace.jpl.nasa.gov/topex_make1.htm. Pentru mai multe informații despre misiunea Jason-1, consultați http://topex-www.jpl.nasa.gov/jason1/. Traducere, editare și adaptare de Nicolae Sfetcu, www.telework.ro.