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1 / 8 24 Satelliten in sechs Ebenen Jede Ebene trägt vier Basissatelliten in etwa 20.200 km Höhe, und jeder umrundet die Erde zweimal am Tag. Das Handy in Seoul sieht zu jedem Zeitpunkt 5 bis 10 der 24 Positionen. Anzeige und Handykarte folgen den Reglern.
Ziehen zum Drehen. Mausrad oder zwei Finger zum Zoomen.
Rundgang Teile Steuerung
01 24 Satelliten in sechs Ebenen Jede Ebene trägt vier Basissatelliten in etwa 20.200 km Höhe, und jeder umrundet die Erde zweimal am Tag. Das Handy in Seoul sieht zu jedem Zeitpunkt 5 bis 10 der 24 Positionen. Anzeige und Handykarte folgen den Reglern.
02 Ein Satellit ergibt eine Kugel Der Satellit sendet die Zeit, das Handy merkt sich, wann sie ankommt. Der Weg dauert etwa 70 ms, und 70 ms mal 299.792 km/s ergeben etwa 21.000 km. Mit dieser Entfernung kann das Handy überall auf der blauen Kugel liegen.
03 Zwei Satelliten ergeben einen Kreis Eine zweite Entfernung fügt eine zweite Kugel hinzu. Wo sich beide treffen, liegt ein Kreis, und das Handy kann überall darauf sein. Der weiße Ring ist dieser Kreis.
04 Drei Satelliten und eine falsche Uhr Drei Kugeln treffen sich in zwei Punkten; der im All wird verworfen. Doch die Handyuhr geht 100 µs falsch, also ist jede Entfernung 30 km zu lang und der Punkt liegt Dutzende Kilometer daneben. Probieren Sie den Regler „Uhrenfehler des Handys“.
05 Der vierte Satellit stellt die Uhr Vier Entfernungen ergeben vier Gleichungen für vier Unbekannte: x, y, z und den Uhrenfehler. Der Löser findet die 100 µs in wenigen Durchgängen selbst, und der Fehler sinkt auf wenige Meter.
06 Relativität ausschalten Die Satellitenuhren gehen pro Tag 38,6 µs vor: 45,7 durch die schwächere Schwerkraft minus 7,2 durch ihre Geschwindigkeit. Ohne Korrektur laufen die Uhren auseinander, und die Position wandert binnen Stunden um Kilometer.
07 Hochhäuser und Reflexionen Hier ist die Straße von Hochhäusern gesäumt. Tief stehende Satelliten quer zur Straße sind verdeckt, und manche erreichen das Handy erst nach einem Abprall an einer Wand. Der längere Weg fügt der Entfernung Dutzende Meter hinzu.
08 Wo die Satelliten stehen, zählt Vier dicht beieinander stehende Satelliten messen fast dasselbe. Der PDOP steigt, und jeder Meter Entfernungsfehler verschiebt den Punkt auf der Karte um ein Mehrfaches. Schalten Sie die Bündelung zum Vergleich aus.
Erde Steht still, daher drehen sich die Bahnebenen einmal pro Sterntag um sie. Als Kugel mit 6.371 km Radius gezeichnet. Karte: NASA Blue Marble. Sechs Bahnebenen Ebenen A bis F, um 60° versetzt und 55° gegen den Äquator geneigt. Radius 26.560 km, maßstabsgetreu zur Erde (SPS-Leistungsstandard 2020). GPS-Satelliten Die 24 Basispositionen aus Tabelle 3.2-1; jeder Satellit umläuft die Erde zweimal pro Sterntag mit 3,87 km/s. Die genutzten sind größer gezeichnet. In diesem Maßstab ist jedes Modell über die Solarflügel fast 3.000 km breit. Signalweg Jeder Satellit sendet die Zeit seiner Atomuhr. Der Lichtpuls zeigt den Weg: etwa 67 ms aus dem Zenit und 86 ms vom Horizont. Entfernungskugel Alle Orte in der gemessenen Entfernung von einem Satelliten. Ihr Radius ist die Laufzeit mal Lichtgeschwindigkeit, einschließlich des Uhrenfehlers des Handys. Schnitt zweier Kugeln Zwei Entfernungen lassen einen Kreis übrig. Das Handy liegt irgendwo darauf, und der Kreis ist Tausende Kilometer groß. Berechnete Position Mit drei Satelliten die beiden Punkte, in denen sich drei Kugeln treffen (orange nahe am Boden, grau im All). Mit vier oder mehr der Punkt, auf dem sich der Löser einpendelt. Handy Ein Empfänger am Rathaus von Seoul (37,57° N, 126,98° O). Seine Quarzuhr ist weit schlechter als die Atomuhren der Satelliten, deshalb wird ihr Fehler als vierte Unbekannte berechnet. Häuserschlucht Eine 24 m breite Nord-Süd-Straße zwischen 30 bis 50 m hohen Gebäuden, 14.000-fach vergrößert gezeichnet. Tief stehende Satelliten sind verdeckt oder erreichen das Handy über eine Hauswand. Hauptkontrollstation Schriever Space Force Base in Colorado. Sie verfolgt die Satelliten über 16 Monitorstationen und lädt Bahn- und Uhrenkorrekturen hoch.
