Oreska - Užice

Kada govorimo o GPS tehnologiji, sve to deluje uglavnom jednostavno i u prinicu i jeste tako: GPS uredjaj radi tako sto odredjuje svoju udaljenost od satelita cije lokacije napred zna. Na osnovu tih udaljenosti, on izracunava svoju poziciju. VRo jednostavno zar ne?

Ipak, pojava GPS-a uvela je u praksu pojmove kojima baratamo uglavnom teorijski. Kada se radi o sistemu takve preciznosti, sve se mora uzeti u obzir, pa cak i sama relativnost.

Teorija relativnosti ima direktan uticaj na preciznost GPS merenja, jer se sateliti u svojim orbitama krecu brzinama nekoliko hiljada kilometara u sekundi (na primer, satelit na orbiti 24.184k krece se brzinom 3.874 km/s). Teorija relativnosti je ovde na delu, jer casovnik u satelitu koji se krece tom brzinom kasni 7 mikrosekundi dnevno u odnosu na casovnik koji miruje na povrsini Zemlje.

Gravitacioni efekt (poznat kao crveni pomak) takodje ima uticaja na casovnik. Casovnik u pomenutom satelitu, zbog razliek u gravitacionom potencijalu brza 45 mikrosekundi.

Kada to saberemo sa kasnjenjem zbog teorije relativnosti, ispada da casovnik u satelitu brza 38 mikrosekindu. To je veliko kasnjenje za atomski sat (njegova preciznost je reda velicine nanosekunde). Ali, to je veliko i za samu GPS primenu, jer kasnjenje od jedne mikrosekunde prouzrokuje gresku u merenju reda velicine 300 metara.

Na tacnost odredjivanja lokacije uticu i drugi cinioci.

Na primer, orbita po kojoj se satelit krece nije savrsena kruznica, vec blago spljostena elipsa. To znaci da satelit na svom putu blago menja i visinu i brzinu, pa se i to mora uracunati.

Takodje, ako se GPS prijemnik pomera i to mora da se uzme u obzir jer to dovodi do Sagnjakovog (Sagnac) i doplerovog efekta . Cak i ako prijemnik ne pomeramo (ne nalazi se u avionu ili automobilu), on se nalazi na Zemljinoj povrsini koja se obrce. Samo obrtanje Zemlje na ekvatoru izaziva kasnjenje od 133 nanosekundi.

Greske izazivaju i mnoge druge pojave. Na primer, nije svejedno gde se nalazi satelit sa koga prijemnig dobija signal. Ako je satelit visoko na nebu, merenej je preciznije nego ako se on nalazi na horizontu. Cak i medjusobna pozicija satelita koje prijemnik uzima kao reference je bitna. Ako se dva satelita nalaze pod uglom od 90 stepeni gledano od prijemnika, tada je merenje mnogo preciznije, nego ako je taj ugao mali.

Cesta je pojava odbijanja satelitskog signala pa ga prijemnik uhvati ne direktno nego odbijenog od neku povrsinu. To unosi gresku jer signal prelazi duzi put nego sto je stvarno rastojanje prijmenika i satelita. Dodatni problem je ako prijemnik uhvati i direktni i odbijeni signal, jer ta interefenciaj moze da signal ucini potpuno necitkim.

Atmosferski uslovi takodje imaju velikog uticaja. Brzina kretanja radio tlasa se menaj zavisno od sredine kroz koju se krece a atmosfera je sredina koja se verovatno najintenzivnije menja. Dodatno, ako u atmosferi postoje slojevi razlicitog sastava i gustine, doalzi do dodatnog prelamanaj adio talasa (slicno kao sto se svetlost prelama kada prelazi iz vazduha u vodu), sto unosi dodatna kasnjenja.

Ne treba zanemariti i promenu orbite satelita. Iako se oni nalaze na zadatim orbitama, oni ipak ne mogu da miruju i uvek malo lutaju ne samo sto menjaju orbitu i tako menjaju svoje odstojanje od povrsine Zemlje, vece se pomeraju u ravni normalnoj na zemljinu osu. A posto nisu u geostacionarnim orbitama, njihova lokacija se menja i to tako da oni Zemlju obidju za 12 sati.