ＧＰＳの原子時計は、何故？ 地上の基地局と異なるのですか？？

ＧＰＳの原子時計は、何故？　地上の基地局と異なるのですか？？

ＧＰＳの原子時計の修正は、何故、必要なのですか？？

No.2 ベストアンサー 回答者： EILconsulting 回答日時： 2015/10/16 19:25

ご質問の意味がはっきりとはわからないので、答えになっているかどうかわかりませんが、一応。

＞ＧＰＳの原子時計は、何故？　地上の基地局と異なるのですか？？
異なるというのは、GPS衛星がルビジウムやセシウムで、地上のGPS時計が原子時計でないクォーツということですか。

たぶん違うと思いますので、GPS衛星と地上のGPS基地局の時間が異なるという意味でとらえると、
GPS衛星は約20,000kmの上空を回っており、1日に地球を2周する速度ですので、第1に地上に届いたときには、もう衛星はそこにいないという運動している物体から出されたための信号の遅延があります。全部のGPS衛星が同じ向きに飛んでいるのではないので、疑似的に距離が伸びて到達するものと、疑似的に距離が縮まって到達するものがあります。軌道はアルマナックに書かれている既知の値ですので、それを使用すると、衛星によってタイミング情報が異なることになります。ドップラー現象です。
もう一つの要因としては、天空と地上の重力の違いによるものです。

あと、原子時計はしばしば乱動します。

生のデータを読んで、地上と違うと悩まれているのでしたら、補正値のないものを読んでしまっていると思いますので、各補正値（DOP)も読んで補正をかけてください。

＞ＧＰＳの原子時計の修正は、何故、必要なのですか？？
セシウム時計は徐々に劣化してきます。この情報はTDOP(Time Dilution of Precision: 時間精度低下率)に誤差情報を加えることで、受信機側がその情報を基に、元の精度となるように補正します。セシウム原子時計は最良の稼動秩序を維持するためには6ヶ月ごとにビームチューブのポンプ動作をしてやらなければなりません。

地球の重力によって、各衛星は少しずつ軌道の位置もずれてきます。月と太陽の引力は1時間に40mもの軌道誤差を生じさせていますが、地球の赤道膨張の影響も多大です。地球は真球ではないからです。GPS衛星は相対的に高高度の軌道ですが、この影響で1時間に30mもの誤差を生じさせています。

この摂動情報は地球上各所にあるモニターステーションで常時監視されており、原子時計を持った機器で正確に測定し、地上局は動かないので正確な位置情報を持っており、GPS衛星から出てくるタイミング情報やエフェメリシスの誤差がわかります。このデータをマスターコントロールステーションに送ります。マスターコントロールステーションでは各モニターステーションから送られる値から正確なタイミングとエフェメリシス修正値が計算され、Sバンドチャンネルでアップリンクし、補正情報をGPSから送出することになります。補正値だけでなく、各衛星は年に1度軌道を正しい位置に修正することもされます。

この回答へのお礼

詳しい、回答を有り難うございました。

①　＜セシウム時計は徐々に劣化してきます＞
②　＜地球の重力によって、各衛星は少しずつ軌道の位置もずれてきます。＞

つまり、

①　セシウム時計の狂いの為　　②　計測地点の違いによる誤差時間、と解釈しました。

このような、解釈で良いでしょうか？？

お礼日時：2015/10/18 08:41

No.3 回答者： manno1966 回答日時： 2015/10/18 19:04

> 時間が遅れる仕組みが、理解出来ません。

アインシュタインが理論を発表し、現代では色々な観測により、証明された事実として取り扱われる話なので、納得するしないはそれぞれにお任せします。
とりあえずの取っ掛かりとして、
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%99%82%E9%96%93 …
を読まれては。

この回答へのお礼

お返事をありがとうございました。

残念ながら、私には、アインシュタイン時間は、時計が遅れるだけ？？

または、時計は遅れてからでないと、確認できないだけであり、存在時間である、ニュートン時間は遅れる？
などは、あり得ない、などと、個人的には思っています。

有り難う御座いました。

お礼日時：2015/10/18 19:23

No.1 回答者： manno1966 回答日時： 2015/10/16 18:07

> 地上の基地局と異なるのですか？？

重力が違い、速度が違うから。
時間は、重力が強い空間ほど遅くなり、早い速度で動くほど遅くなるから。

> 修正は、何故、必要なのですか？？
計算してはいるが、太陽系自体の動き等もあり、少しはずれるから。
また、地球の自転事態の揺らぎ等により、うるう秒等の修正も有るから。

この回答へのお礼

回答を、有り難うございました。

。。

＜時間は、重力が強い空間ほど遅くなり、早い速度で動くほど遅くなるから。＞

↑　何故？　重力が強いと、時間が遅れるのですか？？
　
重力の影響で、時計の動きが遅くなる？？と言うのであれば、理解できるのですが？？

が？？　時間が遅れる仕組みが、理解出来ません。

教えて頂けると、嬉しいです。

よろしくお願いします。

お礼日時：2015/10/18 08:35