பொது சார்பியல் ஒரு நூற்றாண்டு. பகுதி II: சார்பியல் என்றால் என்ன நல்லது?

“சார்பியல் என்ன நல்லது?” என்று மக்கள் அடிக்கடி கேள்வி எழுப்புகிறார்கள். சார்பியல் என்பது அன்றாட வாழ்க்கைக்கு எந்த விளைவுகளையும் ஏற்படுத்தாத ஒரு சுருக்கமான மற்றும் மிகவும் கமுக்கமான கணிதக் கோட்பாடாக நினைப்பது பொதுவானது. எதுவும் உண்மையிலிருந்து விலகி இல்லை.

இது தொடரின் இரண்டாம் பகுதி: 'பொது சார்பியலின் ஒரு நூற்றாண்டு'. முதல் ஒன்றை இங்கே படிக்கவும்: பகுதி I: வரலாறு மற்றும் உள்ளுணர்வு.

சார்பியல் இல்லாமல், நவீன ஜி.பி.எஸ் அமைப்புகள் ஏன் இயங்காது என்பதை இந்த வலைப்பதிவு உள்ளடக்கியது!

சார்பியல் இல்லாமல், நவீன ஜி.பி.எஸ் அமைப்புகள் இயங்காது!
Unsplash இல் நாசாவின் புகைப்படம்

ஜி.பி.எஸ் உடனான விரைவான அறிமுகம்

விமானங்கள் உட்பட அனைத்து நவீன வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளும் ஜி.பி.எஸ் அமைப்புகளுடன் பொருத்தப்பட்டுள்ளன. இந்த அமைப்புகள் பூமியில் உங்கள் அட்சரேகை, தீர்க்கரேகை மற்றும் உயரத்தை 5 முதல் 10 மீட்டர் துல்லியத்திற்கு வழங்குகின்றன.

Unsplash இல் டேவிட் கிராண்ட்ம ou கின் புகைப்படம்

தற்போதைய ஜி.பி.எஸ் உள்ளமைவு பூமியைச் சுற்றியுள்ள உயர் சுற்றுப்பாதையில் 24 செயற்கைக்கோள்களின் வலையமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. ஜி.பி.எஸ் விண்மீன் தொகுப்பில் உள்ள ஒவ்வொரு செயற்கைக்கோளும் தரையில் இருந்து சுமார் 20,000 கி.மீ உயரத்தில் சுற்றுகிறது மற்றும் ஒரு சுற்றுப்பாதை வேகம் மணிக்கு 14,000 கி.மீ.

சுற்றுப்பாதை காலம் சுமார் 12 மணிநேரம் - பிரபலமான நம்பிக்கைக்கு மாறாக, ஜி.பி.எஸ் செயற்கைக்கோள்கள் புவிசார் ஒத்திசைவு அல்லது புவிசார் சுற்றுப்பாதையில் இல்லை.

செயற்கைக்கோள் சுற்றுப்பாதைகள் விநியோகிக்கப்படுகின்றன, இதனால் பூமியின் எந்த இடத்திலிருந்தும் எந்த நேரத்திலும் குறைந்தபட்சம் 4 செயற்கைக்கோள்கள் எப்போதும் தெரியும் (ஒரே நேரத்தில் 12 வரை தெரியும்). ஒவ்வொரு செயற்கைக்கோளும் அதனுடன் ஒரு அணு கடிகாரத்தை 1 நானோ விநாடி (ஒரு வினாடிக்கு 1 பில்லியன்) துல்லியத்துடன் “உண்ணுகிறது”!

Unsplash இல் மன்லேக் கேப்ரியல் புகைப்படம்

ஒரு விமானத்தில் ஒரு ஜி.பி.எஸ் ரிசீவர் அதன் தற்போதைய நிலையை தீர்மானிக்கிறது மற்றும் பல ஜி.பி.எஸ் செயற்கைக்கோள்களிலிருந்து (வழக்கமாக 6 முதல் 12 வரை) பெறும் நேர சமிக்ஞைகளை ஒப்பிடுவதன் மூலமும் ஒவ்வொரு செயற்கைக்கோளின் அறியப்பட்ட நிலைகளில் “மும்மடங்கு” செய்வதன் மூலமும் செல்கிறது.

நீங்கள் ஏற்கனவே இழந்துவிட்டீர்கள் என்பது எனக்குத் தெரியும். சிறந்த புரிதலுக்காக இந்த வீடியோவைப் பார்ப்போம்:

ஆனால் சார்பியல் எவ்வாறு செயல்பாட்டுக்கு வருகிறது?

அதிக அளவிலான துல்லியத்தை அடைய, செயற்கைக்கோள்களிலிருந்து வரும் கடிகார உண்ணி 20-30 நானோ விநாடிகளின் துல்லியத்திற்கு அறியப்பட வேண்டும். இருப்பினும், செயற்கைக்கோள்கள் பூமியில் பார்வையாளர்களுடன் தொடர்ந்து நகரும் என்பதால், விரும்பிய 20-30 நானோ விநாடி துல்லியத்தை அடைய சிறப்பு மற்றும் பொது சார்பியலால் கணிக்கப்பட்ட விளைவுகள் கருதப்பட வேண்டும்.

சிறப்பு சார்பியல் மூலம் விளக்கப்பட்ட விளைவு

தரையில் ஒரு பார்வையாளர் செயற்கைக்கோள்களை இயக்கத்துடன் பார்ப்பதால், அவற்றின் கடிகாரம் மெதுவாகத் துடிப்பதை நாம் காண வேண்டும் என்று சிறப்பு உறவினர் கணித்துள்ளார். இது ஒரு நாளைக்கு சுமார் 7 மைக்ரோ விநாடிகள் தாமதத்திற்கு காரணமாகிறது, ஏனெனில் அவற்றின் ஒப்பீட்டு இயக்கத்தின் நேர விரிவாக்க விளைவு காரணமாக மெதுவாக டிக்கிங் வீதம்.

பொது சார்பியல் மூலம் விளக்கப்பட்ட விளைவு

மேலும், செயற்கைக்கோள்கள் பூமிக்கு மேலே உள்ள சுற்றுப்பாதையில் உள்ளன, அங்கு பூமியின் நிறை காரணமாக விண்வெளி நேரத்தின் வளைவு பூமியின் மேற்பரப்பில் இருப்பதை விட குறைவாக உள்ளது. பொது சார்பியலின் ஒரு கணிப்பு என்னவென்றால், ஒரு பாரிய பொருளுக்கு நெருக்கமான கடிகாரங்கள் மேலும் தொலைவில் அமைந்திருப்பதைக் காட்டிலும் மெதுவாகத் தோன்றும். எனவே, பூமியின் மேற்பரப்பில் இருந்து பார்க்கும்போது, ​​செயற்கைக்கோளில் உள்ள கடிகாரங்கள் தரையில் ஒரே மாதிரியான கடிகாரங்களை விட வேகமாகத் துடிப்பதாகத் தெரிகிறது. பொது சார்பியலைப் பயன்படுத்தி ஒரு கணக்கீடு ஒவ்வொரு ஜி.பி.எஸ் செயற்கைக்கோளிலும் உள்ள கடிகாரங்கள் ஒரு நாளைக்கு 45 மைக்ரோ விநாடிகளால் தரை அடிப்படையிலான கடிகாரங்களை விட முன்னேற வேண்டும் என்று கணித்துள்ளது.

இந்த இரண்டு சார்பியல் விளைவுகளின் கலவையானது, ஒவ்வொரு செயற்கைக்கோளும் கடிகாரங்கள்-தரையில் ஒரே மாதிரியான கடிகாரங்களை விட ஒரு நாளைக்கு சுமார் 38 மைக்ரோ விநாடிகளால் வேகமாகச் செல்ல வேண்டும்.

இது சிறியதாகத் தெரிகிறது, ஆனால் ஜி.பி.எஸ் அமைப்புக்குத் தேவையான அதிக துல்லியத்திற்கு நானோ விநாடி துல்லியம் தேவைப்படுகிறது, 38 மைக்ரோ விநாடிகள் 38,000 நானோ விநாடிகள். இந்த விளைவுகள் சரியாக கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளப்படாவிட்டால், ஜி.பி.எஸ் விண்மீன் தொகுப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு வழிசெலுத்தல் பிழைத்திருத்தம் 2 நிமிடங்களுக்குப் பிறகு மட்டுமே தவறானதாக இருக்கும், மேலும் உலகளாவிய பொருத்துதலில் பிழைகள் ஒவ்வொரு நாளும் சுமார் 10 கி.மீ வேகத்தில் குவிந்து கொண்டே இருக்கும்! முழு அமைப்பும் மிகக் குறுகிய காலத்தில் வழிசெலுத்தலுக்கு முற்றிலும் பயனற்றதாக இருக்கும்.

சார்பியல் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது?

இயக்கம் மற்றும் ஜி.ஆர் கடிகாரங்களுக்கு இடையிலான வேறுபாட்டின் சித்தரிப்பு

ஜி.பி.எஸ் அமைப்பை வடிவமைத்த பொறியியலாளர்கள் இந்த அமைப்பை வடிவமைத்து வரிசைப்படுத்தும்போது இந்த சார்பியல் விளைவுகளை உள்ளடக்கியது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சுற்றுப்பாதையில் ஒரு முறை 'பொது சார்பியல்' விளைவை எதிர்கொள்ள, அவை தொடங்கப்படுவதற்கு முன்பு அணு கடிகாரத்தின் டிக்கிங் அதிர்வெண்ணைக் குறைத்தன, இதனால் அவை சரியான சுற்றுப்பாதை நிலையங்களில் இருந்தவுடன், அவற்றின் கடிகாரங்கள் சரியான விகிதத்தில் டிக் செய்யத் தோன்றும் ஜி.பி.எஸ் தரை நிலையங்களில் உள்ள குறிப்பு அணு கடிகாரங்களுடன் ஒப்பிடும்போது.

மேலும் படிக்க

  1. ஐன்ஸ்டீனின் பொது சார்பியல் கோட்பாடு
  2. ஐன்ஸ்டீனின் சார்பியல் கோட்பாட்டிற்கு ஒரு எளிய அறிமுகம்