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Come funziona il GPS?

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La scienza dietro al GPS

Il quarto satellite

Una ulteriore complicazione: poiché le distanze sono così grandi, se la misurazione della durata del viaggio del segnale da un satellite fosse sfasata di un millesimo di secondo, il risultato sarebbe un errore nel calcolo della posizione di circa 300 km.

Perciò sia il ricevitore che il satellite devono avere orologi che possano essere sincronizzati fino al nanosecondo. Questo è un livello di precisione che si ottiene solo con gli orologi atomici. Purtroppo gli orologi atomici costano circa 50.000-100.000 Dollar l'uno, il che renderebbe il dispositivo di navigazione leggermente più costoso di una nuova Porsche.

Fortunatamente, il GPS ha una risposta anche per questo problema.


Rendere il GPS accessibile - il quarto satellite
Ogni satellite ha un orologio atomico. Il tuo ricevitore usa un comune orologio al quarzo, molto meno preciso, e l'errore dell'orologio al quarzo viene calcolato utilizzando la misurazione di un quarto satellite. Come?

Se il dispositivo di navigazione avesse un orologio perfetto, tutti i segnali dei satelliti si intersecherebbero in un singolo punto (la tua posizione). Ma con gli orologi imperfetti, una quarta misurazione da parte di un quarto satellite, fatta come controllo incrociato, non si interseca con le prime tre.

I = quarto satellite: controllo e correzione delle misurazioni del satellite

II = punto di intersezione dei segnali del satellite: la vostra posizione

Il computer del dispositivo di navigazione sa di ottenere una discrepanza nelle misurazioni e che un tempo perfetto consentirebbe a tutti i segnali di incontrarsi in un unico punto. Quindi esso cerca il fattore singolo di correzione da sottrarre da tutte le misurazioni temporali affinché esse si incontrino in un unico punto.
Questo è rappresentato dall'ora degli orologi atomici dei satelliti. Il ricevitore quindi imposta l'orologio su quell'ora. Così avrai l'accuratezza atomica, proprio sul cruscotto della tua macchina.

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