¿Por qué los satélites GPS giran sobre la Tierra?

¿Por qué los satélites GPS giran sobre la Tierra? Algunos dicen que por eso hay al menos 4 satélites gps en cualquier lugar de la Tierra. Pero no puedo entenderlo.

¿Qué pasaría si los satélites gps se quedan donde están como los satélites de transmisión de televisión? ¿Como esto? Todavía hay al menos 4 satélites gps en cualquier lugar de la Tierra.

GPS

Es útil pensar por qué la transmisión de televisión como la televisión directa favorecería las órbitas geosincrónicas o estacionarias. Su audiencia es EE. UU., que representa el 2 por ciento del mundo por área. Mucho más sentido no tener satélites que pasarán el 98 por ciento del tiempo no donde los quieres (obviamente más complicado, pero ese es el estadio). Además, el video es una gran cantidad de datos y ahorra mucho en equipos terrestres que no necesitan capacidades de seguimiento de alta precisión. Mientras tanto, los satélites de Internet y teléfono suelen estar en órbita más baja, porque al igual que el GPS, necesitan cubrir todo el mundo.

Respuestas (2)

La única clase de órbita en la que un satélite permanece siempre sobre el mismo punto de la superficie terrestre es una órbita geoestacionaria, que solo puede estar directamente sobre el ecuador. Poner los satélites GPS en tales órbitas tendría varias desventajas:

  • Mala visibilidad del satélite para usuarios en latitudes altas: los satélites siempre estarían bajos en el horizonte sur (para un usuario del hemisferio norte) y, a menudo, estarían bloqueados por edificios o terreno. En latitudes lo suficientemente altas, no serían visibles en absoluto.

  • Geometría de solución deficiente: la navegación GPS funciona mejor cuando los satélites están en diversas direcciones . Además de una DOP deficiente, si los satélites están todos en un plano como lo estarían en el caso de las órbitas geoestacionarias, existe una ambigüedad: las distancias a los satélites serían las mismas para un usuario en la misma longitud y cualquier signo de latitud. , por lo que el receptor no podría saber si estaba en el hemisferio norte o sur.

  • Mayor costo de lanzamiento: las órbitas geoestacionarias son de mayor energía que MEO; no todos los vehículos de lanzamiento pueden llegar allí y los que pueden tendrían una menor capacidad de carga útil.

Para completar, habría algunas ventajas menores al colocar la nave espacial GNSS en órbitas geoestacionarias, aunque estas se ven superadas por las desventajas mencionadas anteriormente:

  • Adquisición más simple para los receptores: debido a que un satélite en GEO tiene velocidad cero con respecto a la superficie de la Tierra, un receptor estacionario o que se mueve lentamente verá muy poco efecto Doppler en la señal de distancia. Esto puede acelerar la fase de búsqueda del proceso de adquisición de señales y simplificar los circuitos del receptor. Cuando se desarrollaron por primera vez los receptores GPS, esto habría sido un factor importante, pero en estos días la búsqueda es muy rápida de todos modos y el silicio es barato.

  • Entorno de radiación más benigno para la nave espacial: las órbitas MEO utilizadas por el GPS y la mayoría de los otros GNSS pasan a través de algunas de las partes más fuertes de los cinturones de radiación de Van Allen, lo que requiere componentes electrónicos costosos (y en algunos sentidos anticuados) resistentes a la radiación. GEO tampoco es un picnic, pero la dosis de radiación es significativamente menor que la de MEO.

1- Entonces, según tengo entendido, ¿los satélites no pueden permanecer fijos en ningún lugar que no sea directamente sobre el ecuador? 2- Satélites GPS orbitando la tierra dos veces al día. Eso es como 14.000 km/hora de velocidad. Entonces esta energía proviene de las alas solares. ¿Este tipo de potencia es inferior a la potencia requerida para transmitir una señal más potente?
1. Sí. 2. Su pregunta no está clara. Si entiendo correctamente, está sugiriendo que mantener la velocidad orbital requiere energía eléctrica. Ese no es el caso, consulte la primera ley de Newton.
Vaya. no sabia eso A 20.000 de altitud, ¿todavía hay algo de gas atmosférico y tal vez algo de gravedad? Y satélites gps girando en la misma órbita durante muchos años. Entonces, ¿no se requiere energía para orbitar o al menos para corregir el camino?
Ciertamente hay gravedad (necesaria para cualquier órbita) pero no hay atmósfera de importancia. Las maniobras de propulsión ocasionales son necesarias para corregir las perturbaciones de la luna, la presión de la radiación solar, etc., pero no requieren energía eléctrica. En su lugar, requieren propelente químico.
y los satélites GPS llevan suficiente propulsor para durar al menos durante su vida útil de diseño. En el caso de las aves Block IIF, llevan 320 libras de hidracina y tienen una vida útil de diseño de 12 años.
(en realidad, están construidos en exceso: los Block II tenían una vida útil de diseño de 7,5 años y el último se retiró en 2007 después de 16,5 años de servicio).
IIRC, no todos los satélites del sistema de posicionamiento mantienen una órbita geoestacionaria. Las aves con GPS en particular son mucho más bajas.
@Todos Sí. Ese es el punto. Los únicos satélites de posicionamiento en GEO son SBAS como WAAS, que aumentan el GPS en lugar de ser una alternativa.
Ah .. Bei Dou entonces?
El sistema IRNSS: en.wikipedia.org/wiki/… consta de satélites en órbitas geosincrónicas/estacionarias. Este sistema, cuando se complete, proporcionará servicios de navegación sobre el subcontinente indio.
@juvva Algunos de los satélites del IRNSS están en órbitas geoestacionarias, pero otros están en geosincronización inclinada no estacionaria, con una trayectoria terrestre que oscila al norte y al sur del ecuador. Esto proporciona la geometría necesaria para resolver la ambigüedad norte/sur en la solución del receptor.
Creo que vale la pena mencionar que, aparte de los inconvenientes enumerados de las órbitas geoestacionarias para los satélites GPS, una órbita geoestacionaria no confiere ninguna ventaja, es decir, no es una cuestión de "pros-vs-contras", son todos "contras".
@AnthonyX hay un par de ventajas menores, las anotaré
La parte de atenuación de la señal es engañosa. Cada haz de satélite aún necesita cubrir la mitad de la superficie terrestre. Desde GEO, el haz sería más angosto, manteniendo el W/m2 prácticamente sin cambios.
@MSalters Muy bien. voy a revisar

La posición de cada satélite GPS debe conocerse con mucha precisión. Se necesitan estaciones terrestres especiales para medir la posición de los satélites. Se necesitan tres estaciones para medir una posición 3D de un satélite si cada estación terrestre está equipada con un reloj atómico preciso.

Si los satélites están distribuidos en órbitas como se muestra en la pregunta, se necesitan demasiadas estaciones terrestres para que cada satélite esté a la vista de al menos tres estaciones terrestres.

Las órbitas de 12 horas de los satélites GPS se determinan para garantizar que cada satélite esté a la vista de solo tres estaciones terrestres al menos una vez en un día de 24 horas.

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