Come funziona il GPS per l'aviazione?

Segreti dei satelliti

Quando l'Unione Sovietica lanciò lo Sputnik nel 1957, gli scienziati americani scoprirono che potevano localizzare la loro posizione monitorando i cambiamenti in radiofrequenza mentre si muovevano. I militari hanno capito che i sottomarini potevano anche monitorare i segnali satellitari per orientarsi dopo mesi sott'acqua. Nel 1973, l'esercito apparve con un sistema di navigazione alternativo, lo stesso sistema di posizionamento globale in uso oggi. Ogni unità GPS riceve trasmissioni satellitari digitali che utilizza per determinare la sua posizione, in base alla distanza dai satelliti.

triangolazione

Le trasmissioni satellitari includono la posizione del satellite e l'ora esatta della trasmissione. Il tempo necessario per raggiungere il tuo GPS mostra quanto lontano è l'aereo dai satelliti. Per garantire la precisione dell'orologio, ogni satellite GPS trasporta quattro orologi atomici. Conoscere la posizione del tempo e la fonte di tre segnali satellitari fornisce alla tua unità informazioni sufficienti per triangolare la posizione del tuo aereo, ma solo se il tuo GPS ha un orologio atomico di precisione paragonabile. L'aggiunta di un segnale da un quarto satellite consente all'unità di funzionare con un orologio comune.

Orologi atomici

La chiave per l'accuratezza del GPS è la straordinaria precisione degli orologi atomici. La tecnologia degli orologi atomici posiziona gli atomi in un campo oscillante, facendo risuonare il campo ad una frequenza che corrisponde alla risonanza magnetica degli atomi. Usando la risonanza come base per il movimento dell'orologio, invece di un cristallo di quarzo o una serie di ingranaggi, gli orologi raggiungono una precisione senza precedenti. Gli scienziati hanno sviluppato diverse tecnologie per gli orologi atomici, ma la maggior parte dei clock GPS funziona sugli atomi di cesio.

errori

Sebbene i militari non degradino più i segnali GPS per i civili, si riserva il diritto di farlo in qualsiasi momento. Anche senza questo fattore, i segnali GPS a volte subiscono lievi errori a causa di segnali che rimbalzano contro gli ostacoli o ritardano l'atmosfera. Nel 2003, il governo ha lanciato il Wide Area Augmentation System (WAAS) per fornire una maggiore precisione al GPS aviazione. Le informazioni aggiunte dai satelliti WAAS e dalle stazioni terrestri rendono le unità GPS aviation accurate fino a 1-2 metri in orizzontale e da 2 a 3 metri in verticale.