¿Cuál es la distancia (en metros) que una lectura de satélite GPS estaría desactivada si no se corrige durante un año para las teorías de relatividad especial y general?

No es una cuestión de cuán lejos estarán sus lecturas después de un año.

Si no se aplicara la corrección relativista, todo el sistema GPS se rompería desde el principio.

Aquí hay una ilustración del segmento espacial del sistema GPS. Esta es la constelación de 24 satélites en servicio más repuestos.

Aquí hay una ilustración del segmento de control. El segmento de control comprende la Estación de control maestra en Schriever AFB, la Estación de control maestra alternativa en Vandenberg AFB y una red mundial de estaciones de seguimiento y monitoreo que verifican la salud de los satélites, monitorean con precisión sus posiciones en centímetros, asegúrese de que todos los relojes satelitales están sincronizados, se encarga de que las efemérides satelitales se carguen con las últimas correcciones de posición, proporciona a los satélites los últimos informes meteorológicos ionosféricos, etc. receptores de frecuencia: los receptores de frecuencia única confían en estos informes para mejorar sus cálculos de posición).

Para trabajar eficazmente como un sistema unificado. los relojes del Segmento Espacial y los relojes del Segmento de Control deben ejecutarse todos al mismo tiempo.

El Segmento de control simplemente no puede administrar el Segmento espacial de manera efectiva si los relojes del Segmento espacial se ejecutan 38,6 microsegundos por día rápidamente. Todos los relojes del sistema GPS deben sincronizarse dentro de nanosegundos, ya sea en el espacio o en el suelo.

El GPS es un sistema de rango múltiple. Determina su posición calculando las coordenadas de intersección de “esferas” que emanan de los satélites. El radio de las esferas está determinado por una señal electromagnética que viaja a la velocidad de la luz, aproximadamente 186000 millas por segundo. Si estuviera apagado por un microsegundo, ese radio para esa esfera particular estaría apagado por .186 millas. Esto requiere que el receptor tenga una precisión en el tiempo similar a los relojes atómicos muy caros a bordo de los satélites, mucho más precisos que los microsegundos. Como eso no es práctico en su Garmin Nuvi de $ 89 todos los días en su automóvil, la información redundante de múltiples satélites y algunos matemáticos realmente brillantes que desarrollaron los algoritmos para procesar las señales logran la misma precisión de tiempo. Todo el proceso utiliza códigos digitales llamados códigos pseudoaleatorios para la señal. Está muy lejos de las señales de navegación de tipo más antiguo que utilizan formas de onda analógicas. Todo el proceso de procesamiento de señales para calcular una posición de navegación es algo complejo y utiliza chips electrónicos especializados, a veces llamados “motores GPS”. Thomas Yee tiene razón en que no es solo una cuestión de cuánto error se obtendría sin la corrección, sino que todo el sistema no funcionaría en absoluto sin el modelo matemático y el procesamiento de señal correctos.

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