aplicaciones
Páginas: 7 (1643 palabras)
Publicado: 30 de diciembre de 2013
La Relatividad General y
El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)
Resumen de un artículo de Neil Ashby, Universidad de Colorado
El artículo aparece en http://www.phys.lsu.edu/mog/mog9/node9.html
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) consiste de 24 satélites que orbitan la Tierra, cada uno llevando un reloj atómico estable y de gran exactitud.Cuatro satélites están en cada uno de los seis planos orbitales diferentes, cada uno con una inclinación de 55° con respecto al Ecuador de la Tierra. El período orbital son 12 horas (siderales, ver figura o clase 3 para saber la diferencia entre un día solar y sideral.) , así que la posición aparente de un satélite con el escenario de las estrellas se repite cada 12 horas. Transmisores activadospor los relojes envían señales de tiempo sincrónicas, con la información de la posición y el tiempo de transmisión. De esta forma el receptor en la Tierra puede determinar su posición y tiempo mediante la decodificación del mensaje enviado por cuatro satélites diferentes. El satélite también lleva detectores de rayos gamma. Los satélites pueden determinar las coordenadas espacio tiempo de un eventonuclear midiendo los tiempos de arrivo de la señal y resolviendo de nuevo cuatro ecuaciones de propagación simultáneas.
Sin considerar los aceleradores de alta energía, no hay otro sistema de ingeniería en existencia hoy día en el cual ambos la relatividad general y la especial tengan tantas aplicaciones. El Sistema se basa en el principio de la constancia de la velocidad de la luz en unsistema de referencia inercial: el sistema inercial centrado en la Tierra o como lo denominaremos: sistema ECI (Earth Centered Inertial ). La dilatación del tiempo, el fenómeno de la relatividad especial, es significativa para los relojes en movimiento tanto para los relojes ubicados en los satélites como para los relojes en reposo en la Tierra. El principio de equivalencia encuentra su expresión en lapresencia de varias fuentes de corrimientos de las frecuencias de las señales debido al campo gravitacional. También, debido a que la Tierra y sus satélites están en caída libre en el campo gravitacional del Sol, se generan corrimientos en la frecuencia de origen gravitacional nacen debido al potencial gravitacional de la Luna y el Sol, sin embargo estos tienen una influencia de una pocas partesen 1016 y por tanto pueden ser despreciados.
La Relatividad General y El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)
Clases Cosmología 2005, Profesor Nelson Zamorano H.1
El efecto Sagnac tiene una gran influencia en este sistema de medición. Ya que la mayoría de los usuarios de GPS están en reposo (o casi) sobrela superficie de la Tierra, sería altamente deseable sincronizar los relojes en un sistema de referencia que estuviera rotando fijo a la Tierra (un sistema fijo Earth Fixed, Earth Center Frame o sistema ECEF). Sin embargo, debido a que la Tierra rota, esta sincronización no es posible. Este es el efecto Sagnac. Es suficientemente importante en los GPS para que deba ser considerado. Inconsistenciasque ocurrirían en procesos de sincronización realizados en la superficie de la Tierra mediante rayos de luz, o con relojes portables que se muevan lentamente, dependen del camino recorrido y pueden llegar a ser del orden de varias docenas de nanosegundos, (una mil millonésima de segundo: 10- 9 segundos) demasiado grandes para ser tolerados en el sistema del GPS. De esta forma el efecto Sagnacobliga a diseñar una convención diferente para la sincronización de los relojes. También, el campo de una señal en el ECEF no es una línea recta. En el GPS, la sincronización es realizada en el sistema ECI; esto soluciona el problema de la inconsistencia debido a la dependencia del camino.
La Relatividad General y El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)Clases Cosmología 2005, Profesor...
El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)
Resumen de un artículo de Neil Ashby, Universidad de Colorado
El artículo aparece en http://www.phys.lsu.edu/mog/mog9/node9.html
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) consiste de 24 satélites que orbitan la Tierra, cada uno llevando un reloj atómico estable y de gran exactitud.Cuatro satélites están en cada uno de los seis planos orbitales diferentes, cada uno con una inclinación de 55° con respecto al Ecuador de la Tierra. El período orbital son 12 horas (siderales, ver figura o clase 3 para saber la diferencia entre un día solar y sideral.) , así que la posición aparente de un satélite con el escenario de las estrellas se repite cada 12 horas. Transmisores activadospor los relojes envían señales de tiempo sincrónicas, con la información de la posición y el tiempo de transmisión. De esta forma el receptor en la Tierra puede determinar su posición y tiempo mediante la decodificación del mensaje enviado por cuatro satélites diferentes. El satélite también lleva detectores de rayos gamma. Los satélites pueden determinar las coordenadas espacio tiempo de un eventonuclear midiendo los tiempos de arrivo de la señal y resolviendo de nuevo cuatro ecuaciones de propagación simultáneas.
Sin considerar los aceleradores de alta energía, no hay otro sistema de ingeniería en existencia hoy día en el cual ambos la relatividad general y la especial tengan tantas aplicaciones. El Sistema se basa en el principio de la constancia de la velocidad de la luz en unsistema de referencia inercial: el sistema inercial centrado en la Tierra o como lo denominaremos: sistema ECI (Earth Centered Inertial ). La dilatación del tiempo, el fenómeno de la relatividad especial, es significativa para los relojes en movimiento tanto para los relojes ubicados en los satélites como para los relojes en reposo en la Tierra. El principio de equivalencia encuentra su expresión en lapresencia de varias fuentes de corrimientos de las frecuencias de las señales debido al campo gravitacional. También, debido a que la Tierra y sus satélites están en caída libre en el campo gravitacional del Sol, se generan corrimientos en la frecuencia de origen gravitacional nacen debido al potencial gravitacional de la Luna y el Sol, sin embargo estos tienen una influencia de una pocas partesen 1016 y por tanto pueden ser despreciados.
La Relatividad General y El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)
Clases Cosmología 2005, Profesor Nelson Zamorano H.1
El efecto Sagnac tiene una gran influencia en este sistema de medición. Ya que la mayoría de los usuarios de GPS están en reposo (o casi) sobrela superficie de la Tierra, sería altamente deseable sincronizar los relojes en un sistema de referencia que estuviera rotando fijo a la Tierra (un sistema fijo Earth Fixed, Earth Center Frame o sistema ECEF). Sin embargo, debido a que la Tierra rota, esta sincronización no es posible. Este es el efecto Sagnac. Es suficientemente importante en los GPS para que deba ser considerado. Inconsistenciasque ocurrirían en procesos de sincronización realizados en la superficie de la Tierra mediante rayos de luz, o con relojes portables que se muevan lentamente, dependen del camino recorrido y pueden llegar a ser del orden de varias docenas de nanosegundos, (una mil millonésima de segundo: 10- 9 segundos) demasiado grandes para ser tolerados en el sistema del GPS. De esta forma el efecto Sagnacobliga a diseñar una convención diferente para la sincronización de los relojes. También, el campo de una señal en el ECEF no es una línea recta. En el GPS, la sincronización es realizada en el sistema ECI; esto soluciona el problema de la inconsistencia debido a la dependencia del camino.
La Relatividad General y El Sistema de Posicionamiento Global ( GPS)Clases Cosmología 2005, Profesor...
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