Principes physiques de GPS

GPS est l'abréviation de système de positionnement global , un système de navigation par satellite qui permet à quiconque disposant d'un récepteur GPS pour déterminer leur position en trois dimensions sur ou au-dessus , la surface de la terre . Le GPS se compose d'une constellation de 24 satellites , six stations terrestres situées partout dans le monde et des récepteurs GPS, qui peut être portatif ou monté dans les véhicules , navires ou aéronefs . Principe de base

Les principes physiques de GPS comprennent la théorie quantique , qui a conduit à l'invention de l'horloge atomique , et la théorie générale de la relativité d'Einstein . Le principe de base de GPS , cependant, est la mesure de la distance, ou de la gamme , entre les satellites et le récepteur . Le signal de chaque satellite , se déplaçant à la vitesse de la lumière , prend une quantité limitée de temps pour arriver à la surface de la Terre . Un récepteur GPS calcule la distance à un satellite en multipliant la différence entre le moment où un signal est reçu et le temps qu'il a été envoyé par la vitesse de la lumière .
Triangulation

Un récepteur GPS calcule sa latitude précise , la longitude et l'altitude en mesurant la distance de quatre satellites GPS séparés. Si le récepteur GPS mesure la distance à un seul satellite GPS , on peut déterminer qu'il est quelque part sur une sphère imaginaire de rayon égal à la distance par rapport au satellite . Si il mesure la distance par rapport à deux satellites , on peut déterminer qu'il est quelque part sur la ligne où les deux sphères se coupent . Si il mesure la distance à un troisième et un quatrième satellite , on peut calculer sa position géographique précise .

Temps de mesure

signaux des satellites GPS voyagent à terre à la vitesse de la lumière , la mesure du temps de manière précise est primordiale pour le fonctionnement du GPS . Satellites GPS portent horloges les plus précises disponibles , connus comme des horloges atomiques , qui sont exactes à un milliardième de seconde par jour . Ces horloges permettent satellites GPS émettent des signaux qui sont synchronisées avec celles d'autres satellites .
Correction du temps

la théorie générale de la relativité d'Einstein prédit correctement et explique que la gravité semble ralentir ou se dilater , l'écoulement du temps . En d'autres termes , la différence entre la force du champ gravitationnel sur la surface de la Terre et 12.000 miles ou plus au-dessus , cela signifie que l'horloge d'un récepteur GPS gère une fraction de seconde plus lente que l'horloge sur un satellite GPS . Horloges satellitaires sont délibérément fabriqués à courir un peu plus lent , quand sur la terre , pour qu'ils gardent le bon temps, une fois dans l'espace .