Relativistic corrections on the GPS time measurements

ANGELA CRISTINA CARARO, LUIZ DANILO DAMASCENO FERREIRA, GERMANO BRUNO AFONSO

Abstract


Há uma diferença de potencial gravitacional não negligenciável entre os satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) e os usuários sobre a superfície da Terra. A grande velocidade desses satélites (4 Km/s), a rotação da Terra e essa diferença de potencial, combinados com medidas de tempo com precisão de nanossegundos, nas quais está fundamentado o GPS, dão lugar a importantes efeitos relativísticos. Neste trabalho é feita uma descrição dos dois principais efeitos sobre as medidas de tempo GPS, tais como o desvio de freqüência gravitacional e o desvio de freqüência pelo efeito Doppler de segunda ordem. São analisadas e comentadas as correções relativísticas convencionais sobre as medidas de tempo GPS. Os novos desenvolvimentos sobre as correções padrão, levando-se em conta o efeito do potencial perturbador gerado pelo achatamento terrestre sobre a marcha dos relógios dos satélites GPS, são também mostrados e comentados. São realizados testes com a nova correção relativística com o objetivo de verificar sua magnitude e influência sobre a marcha dos relógios dos satélites. Os resultados encontrados mostram que a ordem de grandeza deste efeito é da ordem de 0,1 a 0,2 nanossegundos, atrasando ou adiantando a marcha dos relógios em função da posição e velocidade instantâneas do satélite GPS.

Keywords


GPS; Sincronização; Relatividade



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