I satelliti del sistema di posizionamento globale (GPS) viaggiano a circa 14.000 km/h (circa 3,9 km/s) rispetto alla Terra in rotazione. Questa velocità garantisce che ciascun satellite completi due orbite attorno alla Terra ogni giorno siderale (circa 11 ore e 58 minuti) fornendo una copertura globale continua.
Sei piani orbitali, ciascuno inclinato di 55° rispetto all'equatore, ospitano quattro satelliti per piano. Questa disposizione offre una copertura del cielo ottimale per i ricevitori di tutto il mondo evitando le limitazioni di un'unica orbita geostazionaria equatoriale.
I satelliti geostazionari orbitano a circa 35.786 km di altitudine e rimangono fissi sopra un punto sull’equatore terrestre, ideale per le comunicazioni a punto fisso ma inadatti per il GPS. Poiché i satelliti GPS devono servire tutte le latitudini e non fare affidamento su antenne fisse a terra, un'orbita più veloce, inclinata e ad alta quota consente al sistema di mantenere la precisione e la ridondanza globali.
I satelliti GPS sono sincronizzati con il giorno siderale (il tempo impiegato dalle stelle per tornare nella stessa posizione) anziché con il giorno solare. Questo allineamento mantiene la geometria della rete satellitare coerente rispetto alle stelle, semplificando il mantenimento dell'orbita e riducendo la necessità di propulsione aggiuntiva per contrastare la rotazione terrestre.
Utilizzando la legge di gravitazione e accelerazione centripeta di Newton:
Queste cifre corrispondono alla telemetria satellitare GPS osservata e confermano la precisa dinamica orbitale del sistema.
I satelliti GPS si muovono a una velocità costante di circa 14.000 km/h, completando due orbite ogni giorno siderale. Le loro orbite inclinate ad alta quota, anziché percorsi geostazionari, forniscono un posizionamento affidabile in tutto il mondo per miliardi di utenti.
