Global Positioning System (GPS) satelliter kryssar med ungefär 14 000 km/h (cirka 3,9 km/s) i förhållande till den roterande jorden. Denna hastighet säkerställer att varje satellit genomför två omlopp runt jorden varje siderisk dag – ungefär 11 timmar 58 minuter – vilket ger kontinuerlig global täckning.
Sex orbitalplan, vart och ett lutande 55° från ekvatorn, är värd för fyra satelliter per plan. Detta arrangemang ger optimal skyltäckning för mottagare över hela världen samtidigt som man undviker begränsningarna av en enda ekvatorial geostationär omloppsbana.
Geostationära satelliter kretsar runt på ~35 786 km höjd och förblir fixerade över en punkt på jordens ekvator, perfekt för fastpunktskommunikation men olämplig för GPS. Eftersom GPS-satelliter måste betjäna alla breddgrader och inte förlitar sig på fasta markantenner, gör en högre höjd, lutande, snabbare omloppsbana att systemet kan bibehålla global noggrannhet och redundans.
GPS-satelliter synkroniseras med den sideriska dagen – den tid det tar för stjärnorna att återvända till samma position – snarare än soldagen. Denna inriktning håller satellitnätverkets geometri konsekvent i förhållande till stjärnorna, vilket förenklar underhållet av omloppsbanan och minskar behovet av extra framdrivning för att motverka jordens rotation.
Använder Newtons gravitationslag och centripetalacceleration:
Dessa siffror matchar observerad GPS-satellittelemetri och bekräftar systemets exakta omloppsdynamik.
GPS-satelliter rör sig med jämna 14 000 km/h och fullföljer två omlopp varje siderisk dag. Deras lutande banor på hög höjd – snarare än geostationära banor – ger en global, pålitlig positionering för miljarder användare.
