Як працює супутникова навігація?

У 50-ті роки 20 століття американські вчені на чолі з Річардом Кершнер спостерігали сигнал, що виходить від радянського супутника, і виявили, що частота сигналу збільшується при наближенні супутника і зменшується при його віддаленні. Тим самим, точно знаючи свої координати на Землі, можна виміряти положення та швидкість супутника, і навпаки, знаючи положення супутника, можна визначити власну швидкість і координати.

Перші кроки по створенню GPS були зроблені американцями в 1964 році. Радянські вчені відстали на кілька років, але теж взялися за розробку системи під назвою ГЛОНАСС. У підсумку до кінця 20 століття на орбіти Землі були відправлені десятки супутників, які зараз успішно функціонують і дозволяють вирахувати місцезнаходження з похибкою всього в 10 метрів.

Як же відбувається процес визначення місцезнаходження? Якщо не вдаватися в деталі, то все досить просто: супутники безперервно відправляють сигнал на всю доступну поверхню планети з інформацією про свою прихильність. Приймач (наприклад, телефон) отримує координати супутників і інформацію про час відправлення сигналів і розраховує відстань до кожного супутника. Це виконується програмою шляхом множення швидкості світла на різницю між часом отримання і часом відправлення сигналу.

Розрахувавши відстань до кожного з трьох-чотирьох супутників, приймач аналізує отримані дані і визначає своє точне місце розташування.
Завдяки даній системі, можна без зусиль дізнатися про своє місцезнаходження, наприклад, щоб відзначити гео під фоткою в інстаграме. Але насправді це далеко не єдине застосування. Також за допомогою систем навігації ведуться спостереження рухів і коливань літосферних плит і моніторинг майже всього що знаходиться на планеті.

Недоліками навігаційних систем є те, що при певних умовах сигнал від супутників може не доходити до приймача. Наприклад, рівень прийому може погіршуватися через великий хмарності або магнітних бур.