6800810028

Podstawy fizyczne pomiarów satelitarnych.

Amplituda w ruchu drgającym i w ruchu falowym jest to największe wychylenie z położenia równowagi. Jednostka amplitudy zależy od rodzaju ruchu drgającego: dla drgań mechanicznych jednostką może być metr, jednostka gęstości lub ciśnienia (np. dla fali podłużnej); dla fali elektromagnetycznej tą jednostką będzie V/m.

Faza fali - faza drgań punktu ośrodka w którym rozchodzi się fala. Faza określa w której części okresu fali znajduje się punkt fali.

Długość fali - najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zmniejsza się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych. Tradycyjne długość fali oznacza się ją grecką literą /.. Dla fali sinusoidalnej najłatwiej określić jej długość wyznaczając odległość między dwoma sąsiednimi grzbietami.

Częstotliwość określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc (Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy.

1.3. Efekty relatywistyczne.

Ciekawostką techniczną jest fakt, że GPS jest jednym z nielicznych systemów, pomijając akceleratory cząsteczek, w których praktycznego znaczenia nabierają efekty relatywistyczne opisywane przez szczególną i ogólną teorię względności Einsteina. Jeden z efektów relatywistycznych polega na zwolnieniu biegu zegara znajdującego się w ruchu w porównaniu z zegarem znajdującym się w spoczynku (tzw. dylatacja czasu). Satelity systemu GPS poruszają się ze stosunkowo dużą prędkością, wynoszącą około 4 km/s, a zatem efekt dylatacji czasu powoduje „późnienie” się zegarów atomowych na satelitach o około 7 ps na dobę. Jednocześnie występuje drugi efekt relatywistyczny, polegający na przyspieszeniu biegu zegara znajdującego się w słabszym polu grawitacyjnym. Zmniejszenie natężenia pola grawitacyjnego oddziałującego na znajdujące się na wysokich orbitach zegary satelitów GPS, w stosunku do pola grawitacyjnego działającego na zegary na Ziemi, powoduje „spieszenie” się zegarów atomowych o około 45 ps na dobę. Łącznie oba te efekty powodowałyby przyspieszenie biegu zegarów na satelitach o około 38 ps na dobę, co już po kilku minutach uniemożliwiłoby korzystanie z systemu, a po każdej upływającej dobie zwiększałoby błąd obliczania odległości satelita - odbiornik o ponad 10 km. Efekty relatywistyczne są w systemie NAVSTAR GPS kompensowane między innymi przez zmniejszenie częstotliwości zegara przed wystrzeleniem satelity do wartości 10.22999999543 MHz, dzięki czemu z punktu widzenia użytkownika znajdującego się w pobliżu Ziemi, jest ona bliska częstotliwości pożądanej 10.23 MHz.