Ինչպե՞ս է GPS-ը որոշում ձեր գտնվելու վայրը մինչև մի քանի մետրի ճշտությամբ

Ընդամենը մի քանի տասնամյակ առաջ անծանոթ վայրում հայտնված մարդը կարող էր հույսը դնել միայն քարտեզի, կողմնացույցի կամ աստղերի վրա: Այսօր բավական է հանել սմարթֆոնը, և մի քանի վայրկյանում սարքը ցույց կտա ճշգրիտ կոորդինատները, կկառուցի երթուղին և կնախազգուշացնի խցանումների մասին: Այս սովորական ֆունկցիայի հետևում կանգնած է ժամանակակից ամենաբարդ տեխնոլոգիական համակարգերից մեկը՝ GPS-ը (Global Positioning System): GPS-ը պարզապես քարտեզով հավելված չէ: Սա ճշգրիտ մեխանիզմ է, որին մասնակցում են տասնյակ արբանյակներ, վերգետնյա կայաններ և նույնիսկ էֆեկտներ, որոնք նկարագրված են Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությամբ: Ինչպե՞ս է աշխատում այս համակարգը: Երկրի վերևում մշտապես թռչում են տասնյակ արբանյակներ: Յուրաքանչյուրն անընդհատ փոխանցում է ընդամենը երկու բան՝ իր ճշգրիտ գտնվելու վայրը և ատոմային ժամացույցից ստացված գերճշգրիտ ժամանակը: Ձեր սմարթֆոնն ընդունում է ազդանշաններ միանգամից մի քանի արբանյակից և չափում, թե որքան ժամանակ են դրանք թռչել մինչև իրեն: Քանի որ ռադիոալիքները տարածվում են լույսի արագությամբ, սարքը հաշվարկում է հեռավորությունը մինչև յուրաքանչյուր արբանյակ: Այնուհետև եռակողմացման (տրիլատերացիայի) մեթոդով հատում է այդ հեռավորությունները և գտնում ձեր կոորդինատները: Ճշգրիտ հաշվարկի համար սովորաբար անհրաժեշտ են նվազագույնը չորս արբանյակի ազդանշաններ: Բայց ամենազարմանալին այլ բան է: GPS-ը չէր կարողանա աշխատել առանց Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսության: Ուղեծրում ավելի թույլ ձգողականության պատճառով ժամանակն ընթանում է փոքր-ինչ ավելի արագ, քան Երկրի վրա: Տարբերությունը կազմում է ընդամենը 38 միկրովայրկյան օրական, բայց եթե դա հաշվի չառնվի, նավիգացիայի սխալն ավելանալու էր մոտ 10 կիլոմետրով ամեն օր: Ստացվում է, ամեն անգամ, երբ դուք բացում եք քարտեզը սմարթֆոնում, հարաբերականության տեսությունը աննկատորեն օգնում է ձեզ չմոլորվել:

source