कुतूहल: जीपीएस कसं काम करतं? 

पृथ्वीभोवती २४ ते ३१ उपग्रह सतत असे फिरत असतात की पृथ्वीवरील कोणत्याही ठिकाणावरून आकाशात पाहिले तर किमान चार उपग्रह नेहमी दिसतील. हेच चार उपग्रह जीपीएसच्या माध्यमातून स्थाननिश्चिती करतात.

हे उपग्रह सतत रेडिओ सिग्नल पृथ्वीकडे पाठवत असतात. या सिग्नलमध्ये दोन महत्त्वाच्या गोष्टी असतात. पहिली म्हणजे तो सिग्नल कधी पाठवला ती अचूक वेळ आणि दुसरी म्हणजे त्या उपग्रहाचं अंतराळातलं नेमकं स्थान. पृथ्वीवरील जीपीएस रिसिव्हरला हा सिग्नल मिळतो. तो उपग्रहावरून सिग्नल निघण्याची वेळ आणि रिसिव्हरला तो मिळण्याची वेळ यातील फरकावरून, तो रिसिव्हर उपग्रहापासूनचे त्याचे स्वत:चे अचूक अंतर मोजतो.

पहिल्या उपग्रहाकडून मिळालेल्या माहितीतून हे पक्कं कळतं की तो रिसिव्हर उपग्रहाभोवतीच्या नेमक्या त्या अंतराएव्हढी त्रिज्या असलेल्या एका वर्तुळावर कुठेतरी आहे. दुसर्‍या उपग्रहाकडून असंच दुसरं वर्तुळ मिळतं. ही दोन वर्तुळं जिथे एकमेकांना छेदतात, तिथे त्या रिसिव्हरच्या दोन संभाव्य जागा मिळतात. तिसर्‍या उपग्रहामुळे मिळणार्‍या तिसर्‍या वर्तुळामुळे या दोन संभाव्य जागांमधली एकच अचूक जागा कळते, जिथे तो रिसिव्हर आहे. यामुळे त्या रिसिव्हरचे अक्षांश आणि रेखांश कळतात. चौथ्या उपग्रहाकडून मिळणार्‍या माहितीचा वापर तो रिसिव्हर किती उंचीवर आहे ते मोजण्यासाठी आणि वेळेची अचूकता तपासण्यासाठी केला जातो.

रेडिओ लहरी प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करत असल्यामुळे उपग्रहावरून निघालेला सिग्नल मोबाइलपर्यंत निमिषार्धात पोहोचतो. जर या वेळेमध्ये एक मायक्रोसेकंदाची म्हणजे सेकंदाचा दहा लाखावा भाग इतकी जरी चूक झाली, तरी रिसिव्हरच्या स्थाननिश्चितीमध्ये ३०० मीटरचा फरक पडू शकतो. म्हणूनच, प्रत्येक जीपीएस उपग्रहामध्ये अत्यंत अचूक असणारं ‘ॲटॉमिक क्लॉक’ बसवलेलं असतं.

जीपीएसच्या माध्यमातून स्थाननिश्चिती करण्यासाठी कोणताही रिसिव्हर स्वत:हून कोणताही सिग्नल अंतराळात पाठवत नाही. तो फक्त उपग्रहांकडून येणारे सिग्नल स्वीकारतो आणि गणिताचा वापर करून स्वत:चं जगाच्या नकाशावरचं स्थान शोधून काढतो. म्हणूनच इंटरनेट नसतानाही मोबाइल फोनचं जीपीएस चालू शकतं.

हा असा जीपीएस रिसिव्हर अनेक उपकरणांमध्ये असू शकतो. मोबाइल फोनमधल्या रिसिव्हरच्या साहाय्याने आपण आपला रस्ता शोधतो. असाच रिसिव्हर गाड्यांमध्ये वापरून त्यांचा सदैव मागोवा घेता येतो, स्मार्ट घड्याळ्यांमध्येही असे रिसिव्हर असतात ज्यांच्या माध्यमातून असं घड्याळ हातात घालणार्‍या व्यक्तीच्या हालचालीची नोंद ठेवली जाते. 

– हेमंत चोपडे

मराठी विज्ञान परिषद

ईमेल : office@mavipa.org

संकेतस्थळ : http://www.mavipa.org