GPS如何工作？迷人。小小书 XXshu

答案位于离您头顶12,000英里的轨道卫星中，该卫星使时间与由量子力学提供动力的原子钟的节拍保持一致。

让我们分解一下。首先，当我们关心的是位置时，为什么知道卫星中的几点钟很重要。

手机需要确定的第一件事是距卫星有多远。
每个卫星都不断广播以光速从太空传播到手机的无线电信号。您的电话会记录信号到达时间，以简单的公式等于c乘以时间（距离= c * t）来计算到卫星的距离，其中c是光速，t是信号传播的距离。

但是有一个问题，光快得令人难以置信，因此地球上的每个位置似乎与卫星的距离相同。

为了保持这一时间，我们使用了原子钟，即使如此，即使运行了3亿年，它们也将获得或损失一秒。原子钟的制作方式使它们能够在十亿分之一秒内精确地读取时间。

GPS卫星上装有原子钟，以保持准确的时间。然而，广义相对论和狭义相对论预测，这些时钟与地球上的同一时钟之间会出现差异。

狭义相对论告诉我们，相对于静止的观察者，移动时钟的运行速度较慢。随着某些事物接近光速，这种时间减慢变得更加明显。卫星的行进速度接近光速，但是与地面上的观察者相比，它们的行进速度非常快，因此效果是可以测量的。
广义相对论说，你离重物（例如地球）越近，时间越慢。这意味着绕地球轨道运行的卫星上的时钟相对于地面上的时钟运行得更快。

整个GPS网络必须考虑到这些影响-证明相对论具有真正的影响。

但是，使用“相对论”可以计算出GPS卫星的时间每天缩短45.9微秒 ，这是因为卫星位于地球上方19,000公里（因此重力较弱）。这意味着，相对于静止在地球上的我们来说，GPS卫星每天的总运行时间快38.7（45.9–72.0）微秒 。

因此，基本上GPS卫星会及时传播。

因此，让我们假设您目前固定在同一位置。因此，我们知道您位于卫星A的固定位置，换句话说，您位于以卫星为中心的球体中的某个位置。测量与卫星B的距离，您将得到一个重叠的卫星，继续这样做，仅需4颗卫星，您就可以查明您的确切位置。

因此，这就是从十亿美元的卫星，一些计算，一部智能手机以及您来了解您的位置的全部内容。 🙂

因此，下次打开GPS时，您应该意识到找到自己的位置需要多少物理和数学知识。

旅行。 探索。 保持愉快。

谢谢阅读。

拍手，分享和关注。

直到下一次。

和平，爱与感激。

GPS如何工作？ 迷人。