1. ماجيــــلان Global Positioning System GPS الزمن، البندول، الساعة الذريّة

2. ما فكرة عمل ماجيلان أو GPS؟ الGPS هو عبارة لاقط إشارات و معالج معلومات هناك شبكة مكوّنة من 27 قمر صناعي على ارتفاع حوالي 19.300 كم، يدورون (في أفلاك محددة) حول الأرض مرّتين في اليوم. رسمة فنّان توزيع الأقمار بحيث كل نقطة على سطح الأرض ”ترى“ أربعة أقمار فأكثر! عن طريق إشارات الراديو

3. كيف يعرف ال GPS موقعه؟ إذا عرفنا بعدنا عن ثلاث أع م، يمكننا أن نجد موقعنا تماما على المستوى! (عند تقاطع الدوائر!) تصور لو أننا على مستوى سطح.. و لكن نعرف مكاننا؟!! هل سمعتم بالقطاع الزائد؟

4. لكننا نعيش في ثلاث أبعاد! كيف يعرف ال GPSموقعه؟ إذا عرفنا بعدنا عن ث ث أع م (أقمار صناعية، مث !)، يمكننا أن نجد موقعنا تماما في الفضاء! (عند تقاطع الكرات!) لكن كيف نعرف المسافات؟ عن طريق almanacنحن نعرف مواقع و حركة الأقمار الصناعيّة

5. نحن ”نعرف“ سرعة الإشارة الكهرومغناطيسيّة موجة الراديو تسير بسرعة الضوء (تقريبا) الأقمار الصناعية ترسل إشارات pseudo-random code، مما يدل على وقت الإرسال، و اللاقط يقارن بين وقته و وقت الإرسال المسافة = السرعة ×الزمن

6. كيف نقيس الزمن؟ إلى أي دقة لابد أن نحسب الزمن؟ أي ساعة تتحمّل هذه الدقة؟ ما رأيكم أن نركّب بندولا على كل قمر صناعي و داخل ال GPS؟

7. الساعة الذريّة!! كيف تعمل الساعة الذريّة؟ By definition, “The second is the duration of 9192631770 periods of the radiation corresponding to the transition between the two hyperfine levels of the ground state of the cesium-133 atom.” (adopted in 1967)

8. لكن اللاقط ساعته إلكترونيّة (ليست ذر ة!) فكيف يمكننا التغلب على مشكلة تحديد الوقت؟ الكرات الثلاث قد تتقاطع.. لكن الأربعة لا تتقاطع إ إذا كان السرعة و الزمن دقيقتين تماما. يمكن لل GPSأن ” يعدل الوقت“ حتى يتماشى التقاطع الرباعي مع ”الوقت الدقيق“!!

9. لكن.. هل نعرف السرعة تماما؟ ما الحل؟ (DGPS) كيف يفيدنا ماج ّن بغير المكان؟ المسافة = السرعة ×الزمن