कुतूहल : वैश्विक स्थाननिर्धारण प्रणाली

पृथ्वीवर स्थाननिश्चयन करण्यासाठी उपग्रहापासून अंतर कसे मोजले जाते ते पाहू. प्रत्येक उपग्रह अणु-कालदर्शीच्या (अ‍ॅटॉमिक क्लॉक) साहाय्याने अचूक कालमापन करतो

Global Positioning System

जीपीएसच्या साहाय्याने पत्ता शोधण्यासाठी ‘स्मार्ट-फोन’धारक अभ्यस्त झाले आहेत. जीपीएस-साहाय्यभूत साधनात (जीपीएस-एनेबल्ड डिव्हाइस) जीपीएस-ग्राही (जीपीएस रिसिव्हर) म्हणजेच उपग्रह दिक्चालन प्रणाली (सॅटेलाइट नेव्हिगेशन सिस्टीम) समाविष्ट केल्यामुळे स्थानाची समुद्रसपाटीपासूनची उंची व अक्षांश, रेखांश समजू शकतात. ही प्रणाली कशी मदत करते? त्रिकोणाचे दोन शिरोबिंदू आणि दोन भुजांची लांबी माहीत असल्यास, प्रतलावरील अज्ञात स्थान किती अंतरावर आहे ते काढण्यासाठी भौमितिक शास्त्रातील ‘त्रिभुजीय’ पद्धती वापरली जाते. त्यामुळे वैश्विक स्थान निर्धारणासाठी दोन उपग्रहांची आवश्यकता आहे. उपग्रहाच्या कक्षेत येणारे प्रत्येक स्थान उपग्रहापासून त्रिज्येच्या अंतरावर असते. आकृती १ मध्ये दाखवलेल्या दोन उपग्रहांच्या कक्षांच्या त्रिज्या अनुक्रमे ‘अ’ आणि ‘ब’ आहेत. दोन उपग्रहांचे आंतरछेद-क्षेत्र खंडांश असल्यामुळे एकापेक्षा जास्त संभाव्य स्थाने कक्षेत असू शकतील. तीन नैकरेषीय बिंदू प्रतल निश्चित करतात. त्यामुळे तीन उपग्रहांच्या साहाय्याने स्थान निश्चित केल्यास आंतरछेदातील असंभव स्थाने कमी करण्यास मदत होते. आकृती २ मध्ये तिसऱ्या उपग्रहाची त्रिज्या ‘क’ दर्शवली आहे. अ, ब, आणि क उपग्रहांच्या कक्षांचा आंतरछेद ‘ग’ आणि ‘घ’ असे दोन बिंदू येतात. ‘घ’ भूभागावर नसल्याने ‘ग’ हा बिंदू निश्चित करून स्थानिक निर्देशांक ठरवले जातात.

पृथ्वीवर स्थाननिश्चयन करण्यासाठी उपग्रहापासून अंतर कसे मोजले जाते ते पाहू. प्रत्येक उपग्रह अणु-कालदर्शीच्या (अ‍ॅटॉमिक क्लॉक) साहाय्याने अचूक कालमापन करतो. उपग्रहाने पाठवलेल्या संकेत-संदेशाची निश्चिात वेळ ‘क्ष’ आणि जीपीएसग्राही साधनाला संदेश मिळण्याची वेळ ‘स’ समजू. उपग्रह प्रकाशाच्या वेगाने (‘प’ किमी/से) संकेत-संदेश पाठवत असल्याने साधनाचे उपग्रहापासूनचे अंतर दोन्ही वेळेतील फरक गुणिले प्रकाशाचा वेग इतके येईल. [(ड=(स-क्ष) गुणिले प]. जीपीएसग्राही, साधनातील वेळेची तुलना उपग्रहाच्या वेळेशी करतात. जीपीएसग्राही साधनावर अणु-कालदर्शी नसल्याने उपग्रहाची वेळ आणि साधनांची वेळ यांच्यातील फरक भरून काढण्यासाठी चौथ्या उपग्रहाची मदत घेतली जाते. त्यामुळे जीपीएस समूहातील उपग्रह प्रदक्षिणा करताना, किमान चार उपग्रहांच्या कक्षेत पृथ्वीवरील प्रत्येक स्थान येईल अशी संरचना केली आहे.

जीपीएसची वेळ मोजण्याची अचूकता १४ नॅनोसेकंद तर स्थान निर्धारण ५ मीटर आहे. भारताच्या ‘नाविक’ म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या स्वायत्त प्रादेशिक उपग्रह प्रणालीची (आयआरएनएसएस) व्याप्ती भारताचा भूभाग आणि सभोवतालचा १५०० किमी परिसर, इतकी आहे. तंत्रज्ञान आणि गणित यांच्या साहाय्याने पृथ्वी, आकाश आणि अवकाशातील वस्तूंची स्थाननिश्चिती सुकर झाली आहे.

– वैशाली फाटक-काटकर

मराठी विज्ञान परिषद

संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org    

ईमेल : office@mavipamumbai.org

Loksatta Telegram लोकसत्ता आता टेलीग्रामवर आहे. आमचं चॅनेल (@Loksatta) जॉइन करण्यासाठी येथे क्लिक करा आणि ताज्या व महत्त्वाच्या बातम्या मिळवा.

मराठीतील सर्व नवनीत बातम्या वाचा. मराठी ताज्या बातम्या (Latest Marathi News) वाचण्यासाठी डाउनलोड करा लोकसत्ताचं Marathi News App. ताज्या बातम्या (latest News) फेसबुक , ट्विटरवरही वाचता येतील.

Web Title: Global positioning system abn

ताज्या बातम्या