Gdy myślimy o systemie nawigacji satelitarnej, pierwsze, co przychodzi nam do głowy, to określenie GPS. Jednak to duże uproszczenie. Aby wyjaśnić przyczyny takiego zjawiska, musimy cofnąć się do początków tego systemu.

ZACZĘŁO SIĘ OD WOJSKA

Pierwsze próby stworzenia nawigacji satelitarnej sięgają 1957 r., kiedy odkryto, że istnieje możliwość wykorzystywania sygnałów radiowych wysyłanych z satelity do określania położenia obiektu na ziemi. Jednak za początek systemu, jaki obecnie znamy, uznaje się 1973 rok, gdy Ministerstwo Obrony USA uruchomiło program GPS-NAVSTAR. Początkowo system przeznaczony był tylko do użytku wojskowego, jednak z czasem udostępniano go stopniowo dla użytkowników cywilnych. System nawigacji satelitarnej GPS (Global Positioning System) opiera się na trzech głównych sektorach: kosmicznym, naziemnym oraz użytkownika. Trzonem układu jest sektor kosmiczny składający się z systemu satelitów krążących po orbitach na wysokości ok. 20 tysięcy kilometrów. Zasięgiem obejmują one obszar całej ziemi (24 satelity pracujące oraz 5 satelitów rezerwowych). Aby móc określić dokładne położenie obiektu na ziemi, konieczny jest sygnał z przynajmniej 4 satelitów.

Drugi sektor stanowią stacje kontroli naziemnej. Są one niezmiernie istotne, ponieważ stanowią pewnego rodzaju punkty odniesienia dla całego systemu. Ich położenie jest szczegółowo określone. Stacje odpowiadają za poprawki korygujące sygnał, przez co dokładność wskazań systemu jest dużo większa. Natomiast sektor użytkownika obejmuje wszystkie odbiorniki korzystające z sygnału. Zasada działania globalnego systemu pozycjonowania GPS polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelity do odbiornika. Satelity wysyłają sygnał na dwóch częstotliwościach nośnych o różnej długości fali. Każdy satelita wyposażony jest w zegar atomowy, dzięki czemu możliwa jest synchronizacja wysyłanego sygnału z całym systemem. Znając prędkość fali oraz czas wysłania danego sygnału, można obliczyć odległość odbiornika od satelity. Dodatkowo sygnał GPS zawiera informację o układzie satelitów na niebie - odbiornik analizując uzyskane dane z kilku satelitów, oblicza pozycję geograficzną.