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1 / 8 24 satélites em seis planos Cada plano tem quatro satélites de referência a cerca de 20.200 km de altura, e cada um dá duas voltas por dia. O celular em Seul vê entre 5 e 10 das 24 posições a qualquer momento. O painel de leituras e o mapa do celular acompanham os controles.
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Guia Peças Controles
01 24 satélites em seis planos Cada plano tem quatro satélites de referência a cerca de 20.200 km de altura, e cada um dá duas voltas por dia. O celular em Seul vê entre 5 e 10 das 24 posições a qualquer momento. O painel de leituras e o mapa do celular acompanham os controles.
02 Um satélite dá uma esfera O satélite envia a hora e o celular anota quando ela chega. A viagem leva cerca de 70 ms, e 70 ms vezes 299.792 km/s dá cerca de 21.000 km. Com essa distância, o celular pode estar em qualquer ponto da esfera azul.
03 Dois satélites dão um círculo Uma segunda distância acrescenta uma segunda esfera. Onde as duas se encontram há um círculo, e o celular pode estar em qualquer ponto dele. O anel branco é esse círculo.
04 Três satélites e um relógio errado Três esferas se encontram em dois pontos; o que fica no espaço é descartado. Mas o relógio do celular está 100 µs errado, então cada distância sai 30 km longa demais e o ponto erra por dezenas de quilômetros. Experimente o controle "Erro do relógio do celular".
05 O quarto satélite acerta o relógio Quatro distâncias dão quatro equações para quatro incógnitas: x, y, z e o erro do relógio. O algoritmo encontra sozinho os 100 µs em poucas rodadas, e o erro cai para poucos metros.
06 Desligue a relatividade Os relógios dos satélites adiantam 38,6 µs por dia: 45,7 pela gravidade mais fraca menos 7,2 pela velocidade. Sem a correção, os relógios se afastam uns dos outros e a posição se desvia quilômetros em poucas horas.
07 Prédios altos e reflexos Aqui a rua é ladeada por prédios altos. Os satélites baixos, para os lados da rua, ficam bloqueados pelos prédios, e alguns só chegam ao celular depois de refletir numa parede. O caminho mais longo soma dezenas de metros à distância.
08 A posição dos satélites importa Quatro satélites juntos no céu medem quase a mesma coisa. O PDOP sobe, e cada metro de erro na distância move o ponto várias vezes mais no mapa. Desligue o agrupamento para comparar.
Terra Fica parada, então os planos orbitais giram em volta dela uma vez por dia sideral. Desenhada como uma esfera de 6.371 km de raio. Mapa: NASA Blue Marble. Seis planos orbitais Planos A a F, separados por 60° e inclinados 55° em relação ao equador. Raio de 26.560 km, em escala real com a Terra (Padrão de Desempenho SPS 2020). Satélites GPS As 24 posições de referência da tabela 3.2-1; cada satélite dá duas voltas por dia sideral a 3,87 km/s. Os que estão em uso aparecem maiores. Nesta escala, cada modelo tem quase 3.000 km de ponta a ponta dos painéis. Trajeto do sinal Cada satélite envia a hora do seu relógio atômico. O pulso de luz mostra a viagem: cerca de 67 ms de um satélite bem acima e 86 ms do horizonte. Esfera de distância Todos os pontos que estão à distância medida de um satélite. O raio é o tempo de viagem vezes a velocidade da luz, com o erro do relógio do celular incluído. Onde duas esferas se encontram Duas distâncias deixam um círculo. O celular está em algum ponto dele, e o círculo tem milhares de quilômetros de diâmetro. Posição calculada Com três satélites, os dois pontos onde três esferas se encontram (laranja perto do chão, cinza no espaço). Com quatro ou mais, o ponto em que o algoritmo se estabiliza. Celular Um receptor na prefeitura de Seul (37,57° N, 126,98° L). Seu relógio de quartzo é muito pior que os relógios atômicos dos satélites, por isso o erro dele é calculado como uma quarta incógnita. Cânion urbano Uma rua norte-sul de 24 m de largura entre prédios de 30 a 50 m, desenhada 14.000 vezes maior que o real. Os satélites baixos ficam escondidos ou chegam ao celular refletidos numa parede. Estação de controle principal Base da Força Espacial de Schriever, no Colorado. Ela acompanha os satélites por meio de 16 estações de monitoramento e envia a eles correções de órbita e de relógio.
