Marinova stvar

GPS sistemi so danes tako poceni, da je skoraj vsak že prišel v stik s kakšno navigacijsko napravo. Ogromno ljudi uporablja GPS navigacijo, a na žalost/srečo ne poznajo njenega principa delovanja.

Global Positioning System je Ameriško obrambno ministrstvo začelo razvijati že leta 1972, 11 let pozneje pa je prešel GPS sitem tudi v civilno rabo. Ameriška vlada mastno služi na tem GPSu, saj trenutno večina svetovne navigacije temelji na GPSu in njihovih satelitih. Rusija in Indija razvijata sitem GLONASS, ki pa je trenutno še bolj loterija. Galileo, projekt Evropske unije pa naj bi usposobili do leta 2013.

Torej, kako deluje GPS sistem?

Približno 30 GPS satelitov kroži okoli Zemlje, na oddaljenosti okoli 20 200m. Vsak satelit je opremljen z atomsko uro, ki je ključnega pomena za GPS navigacijo.

Kot že samo ime pove, imamo v GPS sprejemnikih samo sprejemnik signala, torej lahko le dobivamo paketke, ki jih sateliti non stop pošiljajo. Če malce poenostavimo, so v posameznem paketku shranjene 4 informacije. Čas oddaje paketa in koordinata [x,y,z] satelita. Ko GPS sprejemnik dobi ta pakete, preračuna koliko je zamik med trenutnim časom in oddajnim časom satelita, ter preko tega lahko določi oddaljenost sprejemnika od satelita (signal potuje s svetlobno hitrostjo, a ima kljub temu en majhen zamik). Ker je pozicija GPS sprejemnika približno znana (nekje na zemeljski obli) bi bilo dovolj, če bi dobili signale iz treh satelitov, pod pogojem, da je v našem GPS sprejemniku atomska ura . Ker pa ni, potrebujemo še četrti satelit, ki nam bo korigiral uro.

Recimo, da se vse tri sfere satelitov sekajo v dveh točkah. Ena avtomatsko odpade, ker je nekje v tri pm, druga pa predstavlja približno naš GPS sprejemnik. Če bi bila ura na GPS sprejemniku čisto točna, bi sfera četrtega satelita šla točno skozi prej določeno točko. Ker pa ponavadi ni, se lahko na podlagi oddaljenosti sfere četrtega satelita od prej določene točke, korigira ura.

Torej imeti moremo štiri satelite, tri da določijo koordinato in enega da popravi čas.

Natančen čas je tako pomemben, da na določen čas popravijo celo atomske ure na satelitu, zaradi relativnostne teorije. Atomske ure na satelitih tiktakajo približno 38 μs hitreje od tistih na Zemlji .