Pap László

A működés alapjai

A GPS műholdak jele adatokat tartalmaz, melyek a vevőkészüléket tájékoztatják a műhold aktuális helyzetéről és a műholdon mérhető pontos időről. A rendszer minden műholdja szinkronizáltan működik, azaz óráik pontosan össze vannak hangolva, és jeleiket is pontosan azonos időben küldik a vevő felé. A távolságot a vevő igen egyszerűen határozza meg. Méri a jel érkezési idejét, és - ismerve a jel startjának időpontját - a jelterjedési idő kiszámítása után a fénysebesség ismeretében meghatározza a műhold és a vevőkészülék távolságát az alábbi módon:

R_i = cT_i , ahol

R_i a távolság,
c a fénysebesség,
T_i a terjedési idő.

A nagyságrendek érzékeltetéséhez számoljunk egy kicsit!

a) Legyen a műholdak távolsága a Föld felszínétől:

R_i = 24 000 km = 24 000 000 m

Tudjuk, hogy a fény sebessége vákuumban közelítőleg:

c = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s

A tipikus terjedési idő ilyenkor:

b) Számoljuk ki azt is, hogy mekkora időhiba tartozik például három méter mérési hibához!

Ez azt jelenti, hogy ha 10 milliárdod másodpercnyi hibát vétünk az időmérésben, akkor ennek következtében a távolságokat csak három méter hibával tudjuk meghatározni.