Θέμα:  Δορυφόροι συστήματος GPS

	Στόχοι: α. Nα εξηγήσουν οι μαθητές την τροχιά ενός δορυφόρου. β. Nα εξηγήσουν οι μαθητές γιατί τα επίπεδα των τροχιών των δορυφόρων περιλαλαμβάνουν και το κέντρο της γης. γ. Να κινήσει το ενδιαφέρον των μαθητών για τις χρήσεις των δορυφόρων.
	Τάξη A' Λυκείου

Σημείωση:

Οι επικοινωνίες γίνονται όλο και περισσότερο θέμα καθημερινό και οι δορυφόροι έχουν τον πρώτο λόγο σ' αυτή για την επανάσταση. Σύστημα  21 δορυφόρων  συνιστά το σύνολο συστήματος GPS που χρησιμεύει στην εύρεση της θέσης ενός αντικειμένου στη γη. (Χρησιμοποιείται από πλοία - αεροσκάφη - μεμονωμένους χρήστες για την πληροφόρηση της θέσης τους, με ακρίβεια μέτρου). Με μια τέτοια εφαρμογή, για τη χρήση των δορυφόρων,  μπορεί αποτελέσει την εισαγωγή του μαθήματος για τους δορυφόρους και να περάσει κανείς στη συνέχεια σε μαθηματικούς υπολογισμούς.

    Ας δούμε πως ο κ. ΓΑΛΔΑΔΑΣ   (από το ΒΗΜΑ της 29-04-2001) μας εξηγεί πως βρίσκουμε τη θέση μας με τη βοήθεια του συστήματος  GPS.

http://tovima.dolnet.gr/demo/owa/tobhma.print_unique?e=B&f=13250&m=A67&aa=1&cookie=

Πώς βρίσκουν τη θέση τους σε όποιο σημείο της Γης κι αν βρεθούν όσοι έχουν σύνδεση με το GPS, δηλαδή το Σύστημα Εντοπισμού μέσω Δορυφόρου;

    Εχουν μαζί τους έναν ειδικό δέκτη που δεν χρειάζεται να είναι πολύ ακριβός, μπορεί να εργάζεται με τέσσερις απλές μπαταρίες μεγέθους ΑΑ, μπορεί και αυτοδιορθώνεται, ενώ χωράει στην παλάμη τού ενός χεριού! Αντίθετα εκεί ψηλά 21 τεχνητοί δορυφόροι μεγάλης ακριβείας κινούνται αδιάκοπα γύρω από τον πλανήτη μας και βοηθούν στον εντοπισμό της θέσης μας είτε βρισκόμαστε στη θάλασσα είτε στην ξηρά είτε στον αέρα. Ενας κομπιούτερ φροντίζει για τον υπολογισμό της απόστασης του δέκτη από τέσσερις δορυφόρους. Ο υπολογισμός επιτυγχάνεται με βάση τη γνωστή σχέση ότι η απόσταση βρίσκεται αν πολλαπλασιάσουμε την ταχύτητα του σήματος που είναι 300.000 χλμ. / δευτερόλεπτο, όσο δηλαδή η ταχύτητα του φωτός, με τον απαιτούμενο χρόνο για να διανυθεί η απόσταση από τον δορυφόρο ως τον δέκτη μας. Πώς όμως βρίσκεται ο χρόνος; Θα το καταλάβουμε με ένα νοητικό πείραμα. Φανταζόμαστε δύο φίλους να στέκονται στις δύο πλευρές ενός μεγάλου χάσματος, όπως π.χ. η Διώρυγα της Κορίνθου. Αρχίζουν ταυτόχρονα να λένε το αλφάβητο μεγαλοφώνως: α, β, γ, δ, ε... Ο ένας σημειώνει πόσος χρόνος πέρασε από τη στιγμή που φώναξε το α και ώσπου ήρθε ο ήχος του α από τον απέναντι. Πολλαπλασιάζει τον χρόνο αυτόν με την ταχύτητα του ήχου και βγάζει την απόσταση που τους χωρίζει. Κάτι ανάλογο γίνεται και με τον πραγματικό δέκτη, όπου εκπέμπεται μία σειρά σημάτων από κάθε δορυφόρο σε συγχρονισμό με μία που πηγαίνει στη μνήμη του υπολογιστή. Βρίσκοντας τις αποστάσεις από τρεις δορυφόρους γίνονται οι κατάλληλοι υπολογισμοί για να βρεθεί το κοινό σημείο τομής τριών σφαιρών με διάμετρο η καθεμία την απόσταση δορυφόρου - δέκτη. Με τις τρεις μετρήσεις υπολογίζονται το γεωγραφικό πλάτος, το γεωγραφικό μήκος και το ύψος. Με την τέταρτη διορθώνεται το φθηνό ρολόι του δέκτη που είναι σε απόκλιση από το σούπερ ακριβείας επάνω στον δορυφόρο. Η ακριβής θέση μας τελικά εμφανίζεται στη μικρή οθόνη του δέκτη.