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Was hat Einsteins Relativitätstheorie mit GPS zu tun?
Aus Einsteins Theorien folgt, dass die Uhr auf dem Satelliten langsamer geht als auf der Erde. Um wieviel die Satellitenuhr langsamer geht, hängt dabei von der Geschwindigkeit des Satelliten ab.
Warum braucht man für das GPS die Erkenntnisse der Relativitäts Theorie?
Licht ist sogar „zeitlos“. Die Satelliten rasen mit knapp 14.000 Kilometer pro Stunde um die Erde. Weil die Satellitenuhren sich uns gegenüber schneller bewegen, gehen sie der Speziellen Relativitätstheorie zufolge um etwa sieben Millionstel Sekunden pro Tag langsamer als diejenigen auf der Erde (Zeitdilatation).
Warum müssen die Uhren in den GPS Satelliten so genau gehen?
Ein GPS-Satellit sendet ständig Signale aus, denen die Information „aufgeprägt“ ist, wo und wann sie ausgesendet wurden. Der „Zeitstempel“ auf den GPS-Signalen muss dabei mit einer Genauigkeit von einer Milliardstel Sekunde aufgeprägt werden, um eine Ortsgenauigkeit von etwa einem Meter zu gewährleisten.
Wie viele Satelliten sind für eine genaue Standortbestimmung notwendig?
Zunächst benötigt man eine gewisse Anzahl von Navigations-Satelliten. Im Fall von GPS sind das 24 – 30 Satelliten, die auf 6 Bahnebenen und in ca. 20.200 km Höhe die Erde umkreisen.
Was ist die Lichtgeschwindigkeit in der Physik?
Lichtgeschwindigkeit einfach erklärt. Die Lichtgeschwindigkeit ist wohl eine der wichtigsten, grundlegenden Konstanten in der Physik. Sie ist exakt definiert als, 299 792 458 Meter pro Sekunde (das sind in etwa 300 000 Kilometer pro Sekunde). Das heißt also, dass Licht in einer Sekunde eine Strecke von 300 000 Kilometern zurück legt.
Wie hoch ist die Geschwindigkeit des Lichtes in der Sekunde?
Damit es einfacher zu rechnen ist, runden wir auf und sagen die Geschwindigkeit des Lichtes beträgt 300 000 000 Meter die Sekunde (300 000 000 m/s). Die Umrechnung in Kilometer pro Sekunde ist relativ einfach. Ein Kilometer hat 1000 Meter. Du weißt, dass dein Licht mit 300 000 000 Metern in der Sekunde propagiert.
Was ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht?
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht nennt man Lichtgeschwindigkeit. Die Lichtgeschwindigkeit im luftleeren Raum (Vakuum) beträgt 299.792.458 m s. Das sind etwa 300.000 k m s
Kann der Empfänger die GPS-Zeit bestimmen?
Hätte der Empfänger das exakte GPS-Zeitsystem, könnte er die Laufzeit als die Differenz zwischen Sende- und Empfangs-Uhrzeit bestimmen. Allerdings ist die Empfängeruhr zunächst nicht genau mit der GPS-Zeit synchronisiert.